論文の概要: Quasicrystal Architected Nanomechanical Resonators via Data-Driven Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.07379v1
- Date: Wed, 08 Apr 2026 01:36:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-10 18:34:05.429147
- Title: Quasicrystal Architected Nanomechanical Resonators via Data-Driven Design
- Title（参考訳）: データ駆動設計による準結晶構造ナノメカニカル共振器
- Authors: Kawen Li, Hangjin Cho, Richard Norte, Dongil Shin,
- Abstract要約: 準結晶(QC)に着目したナノメカニカル共振器設計のパラダイムシフトを導入する。
QCは次世代ナノメカニカル共振器のための堅牢なプラットフォームであり、周期的な順序を超えた新しい設計体制を開く。
代表例として、12倍QCベースの共振器は、Q_m sim 107$の品質係数と、MHz周波数での効果的なサブナノグラムの質量を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.23332469289621782
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: From butterfly wings to remnants of nuclear detonation, aperiodic order repeatedly emerges in nature, often exhibiting reduced sensitivity to boundaries and symmetry constraints. Inspired by this principle, a paradigm shift is introduced in nanomechanical resonator design from periodic to aperiodic structures, focusing on a special class: quasicrystals (QCs). Although soft clamping enabled by phononic stopbands has become a central strategy for achieving high-$Q_m$ nanomechanical resonators, its practical realization has been largely confined to periodic phononic crystals, where band structure engineering is well established. The potential of aperiodic architectures, however, has remained largely unexplored, owing to their intrinsic complexity and the lack of systematic approaches to identifying and exploiting stopband behavior. Here we demonstrate that soft clamping can be realized in quasicrystal architectures and that high-$Q_m$ nanomechanical resonators can be systematically achieved through a data-driven design framework. As a representative demonstration, the 12-fold QC-based resonator exhibits a quality factor $Q_m \sim 10^7$ and an effective mass of sub-nanograms at MHz frequencies, corresponding to an exceptional force sensitivity of $26.4$~aN/$\sqrt{\text{Hz}}$ compared to previous 2D phononic crystals. These results establish QCs as a robust platform for next-generation nanomechanical resonators and open a new design regime beyond periodic order.
- Abstract（参考訳）: 蝶の翼から核爆発の残骸まで、周期的な順序は自然界に繰り返し現れ、境界に対する感度と対称性の制約が減少する。
この原理にインスパイアされたパラダイムシフトは、ナノメカニカル共振器の設計において周期構造から周期構造へ導入され、特別なクラスである準結晶(QC)に焦点を当てる。
高Q_m$ナノメカニカル共振器を実現するためのソフトクラッピングが中心的な戦略となっているが、その実用化は周期的なフォニック結晶に限られており、バンド構造工学が確立されている。
しかし、その固有の複雑さとストップバンドの振る舞いを特定し、活用するための体系的なアプローチが欠如していることから、周期的アーキテクチャの可能性はほとんど未解明のままである。
ここでは,準結晶構造において軟クラッピングを実現することができ,高Q_m$ナノメカニカル共振器をデータ駆動設計フレームワークにより体系的に実現できることを実証する。
代表例として、12倍QCベースの共振器はQ_m \sim 10^7$の品質係数と、従来の2Dフォノン結晶と比較して26.4$~aN/$\sqrt{\text{Hz}}$の例外的な力感度に対応するMHz周波数でのサブナノグラムの有効質量を示す。
これらの結果は、次世代ナノメカニカル共振器のための堅牢なプラットフォームとしてQCを確立し、周期的順序を超える新しい設計体制を開く。
関連論文リスト
- Towards Quantum Enhanced Adversarial Robustness with Rydberg Reservoir Learning [45.92935470813908]
量子コンピューティング貯水池(QRC)は、量子多体系に固有の高次元非線形力学を利用する。
近年の研究では、変動回路に基づく摂動量子は逆数の影響を受けやすいことが示されている。
QR学習モデルにおける対向的堅牢性の最初の体系的評価について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-15T12:17:23Z) - Floquet Non-Bloch Formalism for a Non-Hermitian Ladder: From Theoretical Framework to Topolectrical Circuits [0.0]
非ハーミティティーと連動する周期駆動系は、伝統的なエルミート限界を超越する位相位相の豊富なアリーナを開く。
我々は、実効的なフロケ・ハミルトニアンを解析的に導出し、周期的に駆動された準1次元系に対する一般化されたブリルアンゾーンを定式化する。
我々の研究は、皮膚効果が幅広い運転パラメータにわたって頑健であり、低周波状態において顕著に増幅されていることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-31T17:31:02Z) - Constructive interference at the edge of quantum ergodic dynamics [116.94795372054381]
時間外2次相関器 OTOC$(2)$ を用いてエルゴード力学を特徴付ける。
時間反転のない力学とは対照的に、OTOC$(2)$は長い時間スケールで基礎となる力学に敏感である。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-11T21:29:23Z) - Proximate integrability and exact revivals in staggered Rydberg ladders [0.0]
四角いはしご形状に配置されたライドバーグ原子モデルにおける平衡外量子力学の運命について検討する。
強さが調整されるにつれて、モデルは幅広い種類の力学現象を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-21T17:00:44Z) - Lifetime-limited Gigahertz-frequency Mechanical Oscillators with Millisecond Coherence Times [4.2502924738276855]
量子アプリケーションに必要なコヒーレンス時間は、フォノンデコヒーレンス(英語版)の物質起源を調査するために、極めて敏感な新しい技術を必要とする。
我々は、非侵襲レーザー分光法と材料分析を組み合わせることで、結晶性媒体におけるフォノン脱コヒーレンスの鍵源を同定する。
我々は、高周波量子メモリの基礎として、100ms以上のコヒーレンス時間への経路を同定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-10T07:41:47Z) - Robust Hamiltonian Engineering for Interacting Qudit Systems [50.591267188664666]
我々は、強く相互作用するキューディット系のロバストな動的疎結合とハミルトン工学の定式化を開発する。
本研究では,これらの手法を,スピン-1窒素空洞中心の強相互作用・無秩序なアンサンブルで実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-16T19:12:41Z) - Dynamics with autoregressive neural quantum states: application to
critical quench dynamics [41.94295877935867]
本稿では、量子系の長時間のダイナミクスを安定的に捉えるための代替の汎用スキームを提案する。
二次元量子イジングモデルにおけるキブル・ズレーク機構の解明により,時間依存性のクエンチ力学にこのスキームを適用した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-07T15:50:00Z) - Ultra-coherent nanomechanical resonators based on inverse design [0.29360071145551064]
計算機支援逆設計手法を用いて,機械共振器の構造設計を行う。
我々は、超コヒーレントナノメカニカル共振器と記録的なQf生成物を特徴付け、量子コヒーレント状態に入る。
提案手法は、最先端技術のための超コヒーレントなマイクロ・ナノメカニカル共振器を設計するための新しいパラダイムを開放する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-29T13:26:00Z) - Hierarchical tensile structures with ultralow mechanical dissipation [0.0]
階層的メタマテリアルは、新しいかつ非常に望ましい性質を実現するために、複数サイズの構造を利用する。
本研究では, 窒化ケイ素ナノメカニカル共振器に階層設計を適用し, 107kHzの周波数で109ドル程度の品質を有する二成分系木形共振器を実現する。
共振器のサーマルノイズに制限された感度は、室温で740tzrmzN/sqrtHz、室温で$mathrm90 zN/sqrtHzで6Kに達し、現在使用されている最先端のキャンチラーを上回ります。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-17T17:16:00Z) - Waveguide quantum optomechanics: parity-time phase transitions in
ultrastrong coupling regime [125.99533416395765]
2つの量子ビットの最も単純なセットアップは、光導波路に調和して閉じ込められ、量子光学相互作用の超強結合状態を可能にする。
系の固有の開性と強い光学的結合の組み合わせは、パリティ時(PT)対称性の出現につながる。
$mathcalPT$相転移は、最先端の導波路QEDセットアップで観測可能な長生きのサブラジアント状態を駆動する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-04T11:02:20Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。