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北京量子信息科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱“北京量子院”）攜手多家單位，基于高硬度的單晶碳化硅薄膜材料，成功研制出多模態(tài)長(zhǎng)壽命的光聲量子存儲(chǔ)器。這一突破性成果在模式穩(wěn)定性以及信息存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)等關(guān)鍵性能上刷新了國(guó)際紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)在量子信息存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。 此次研究的核心在于高硬度的單晶碳化硅薄膜材料。研究團(tuán)隊(duì)在3C-SiC（立方碳化硅）薄膜晶體中發(fā)現(xiàn)了機(jī)械振動(dòng)模式簡(jiǎn)并破缺現(xiàn)象，這不僅保留了高Q因子的特性，還為微波光聲接口系統(tǒng)的精確控制提供了更多選擇。基于這一發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)成功研制出多模態(tài)長(zhǎng)壽命的光聲量子存儲(chǔ)器。 
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，單晶碳化硅薄膜所提供的聲學(xué)模式具備極高的頻率穩(wěn)定性，為構(gòu)建多模態(tài)光聲存儲(chǔ)器件提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。應(yīng)用了相應(yīng)薄膜的多模態(tài)光聲存儲(chǔ)器件在信息存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)上刷新了世界紀(jì)錄，達(dá)到4035秒。這一成果在微波電機(jī)械系統(tǒng)中尚屬首次，同時(shí)，在振子的穩(wěn)定性、聲子的相干存儲(chǔ)時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)上，該研究也創(chuàng)下了多個(gè)世界紀(jì)錄。 光聲接口器件是量子信息處理、量子計(jì)算和量子通信等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。高品質(zhì)因子（Q因子）機(jī)械振子在這些領(lǐng)域中扮演著至關(guān)重要的角色，其性能的優(yōu)劣直接影響到量子信息的存儲(chǔ)、傳輸和處理效率。然而，傳統(tǒng)材料和結(jié)構(gòu)的機(jī)械振子在Q因子和頻率穩(wěn)定性等方面存在一定的局限性。北京量子院的這一研究成果打破了這一局限，為量子信息處理中的長(zhǎng)壽命存儲(chǔ)和低噪聲操作提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 北京量子院的科研團(tuán)隊(duì)表示，長(zhǎng)時(shí)間高穩(wěn)定的機(jī)械振動(dòng)為固態(tài)量子信息存儲(chǔ)帶來(lái)了新的可能性，同時(shí)為高精度傳感器和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建帶來(lái)了新的機(jī)遇。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步推動(dòng)多通道高性能“微波-光”量子相干接口核心儀器的構(gòu)建，為分布式量子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供重大支撐作用，為量子信息處理等領(lǐng)域提供高性能的物理平臺(tái)。 目前，相關(guān)研究成果已在《自然-通訊》期刊上發(fā)表，引起了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。這一成果的取得，不僅展示了我國(guó)在量子信息存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，也為全球量子信息技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。 |
