論文の概要: Release-free phononic crystal with strong microwave coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.29666v1
• Date: Fri, 31 Jul 2026 17:50:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-03 14:29:40.837188
• Title: Release-free phononic crystal with strong microwave coupling
• Title（参考訳）: 強いマイクロ波カップリングを有する無放出フォノン結晶
• Abstract要約: 音速結晶キャビティは、ギガヘルツ音をミクロンスケールの音量に閉じ込め、近赤外光によくマッチする。 高インピーダンスマイクロ波共振器に強く結合した無放出フォノン結晶空洞を示す。 その結果,マイクロ波とギガヘルツ音の間のコンパクトでスケーラブルな界面として,無放出フォノン結晶が確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Phonons hold promise for storing and transferring quantum information, including in mechanically-mediated quantum interconnects between superconducting qubits and light. Phononic crystal cavities confine gigahertz sound to micron-scale volumes well matched to near-infrared light. So far, these devices have typically been suspended to suppress phononic radiation loss into the substrate, but suspension limits thermal anchoring leading to excess noise. Release-free phononic crystals have emerged as a way to address this challenge -- but had yet to be shown compatible with strong electromechanical interactions. Here, we demonstrate a release-free phononic crystal cavity strongly coupled to a high-impedance microwave resonator, with an electromechanical coupling rate $g_\mathrm{em}/(2π) \approx 30\,\text{MHz}$ that exceeds both the mechanical and microwave loss rates, leading to a cooperativity up to $\mathcal{C} \approx 180$ on resonance. In addition, our lithium niobate phononic crystals reach quality factors above $10^4$ at millikelvin temperature on both silicon and sapphire substrates. Our results establish release-free phononic crystals as compact, scalable interfaces between microwaves and gigahertz sound for emerging sensing, communication, and computing systems.
• Abstract（参考訳）: フォノンは、超伝導量子ビットと光の間の機械的に媒介される量子相互接続を含む量子情報の保存と転送を約束する。 フォトニック結晶キャビティは、ギガヘルツ音をミクロンスケールの音量に閉じ込め、近赤外光によくマッチする。 これまでのところ、これらの装置は、通常、基板への音波放射損失を抑制するために停止されてきたが、サスペンションは熱アンカーを制限し、過度なノイズを引き起こす。 リリースフリーのフォノン結晶は、この課題に対処する方法として登場したが、強い電気機械的相互作用と互換性がまだ示されていない。 ここでは、高インピーダンスマイクロ波共振器に強く結合した無放出フォノン結晶空洞を、機械的損失率とマイクロ波損失率の両方を超える電気機械的結合率$g_\mathrm{em}/(2π) \approx 30\,\text{MHz}$で示し、共鳴により最大$\mathcal{C} \approx 180$の協調性をもたらす。 さらに, ニオブ酸リチウム結晶は, シリコンおよびサファイア基板上でのミリケルビン温度で10^4$以上の品質因子を達成できた。 本研究は,マイクロ波とギガヘルツ音の間のコンパクトでスケーラブルな界面として,新しいセンシング,通信,コンピュータシステムとして,リリースフリーのフォノン結晶を構築した。

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