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| Un chip que puede controlar y modular las ondas acústicas. Crédito Linbo ShaoHarvard SEAS |
Las ondas acústicas a frecuencias de microondas se utilizan ampliamente en la comunicación inalámbrica y recientemente han surgido como portadores de información versátiles en aplicaciones cuánticas. Sin embargo, la mayoría de los dispositivos acústicos son componentes pasivos, y el control dinámico de las ondas acústicas de forma escalable y con pocas pérdidas sigue siendo un reto pendiente, que dificulta el desarrollo de circuitos integrados fonónicos.
Ahora, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de Harvard han demostrado por primera vez el control y la modulación de las ondas acústicas con un campo eléctrico en un chip.
Los investigadores aprovechan las propiedades únicas del niobato de litio para construir un modulador electroacústico en chip que permite controlar las ondas acústicas que se propagan en las guías de ondas del chip. El niobato de litio cambia su elasticidad en respuesta a un campo eléctrico y produce ondas acústicas. Aplicando un campo eléctrico, el modulador puede controlar la fase, la amplitud y la frecuencia de las ondas acústicas en el chip, codificando los datos en ellas antes de enviarlas por las guías de onda.
"Las ondas acústicas son prometedoras como portadoras de información en el chip, tanto para el procesamiento de la información cuántica como para la clásica, pero el desarrollo de los circuitos integrados acústicos se ha visto obstaculizado por la incapacidad de controlar las ondas acústicas de forma escalable y con pocas pérdidas", afirma Marko Loncar, catedrático Tiantsai Lin de Ingeniería Eléctrica en SEAS y autor principal de este trabajo.
"En este trabajo, demostramos que podemos controlar las ondas acústicas en una plataforma integrada de niobato de litio, lo que nos acerca a un circuito acústico integrado".
El equipo de Harvard demostró un dispositivo en chip. Ahora están trabajando para construir circuitos de ondas acústicas más complejos y a gran escala e interconexiones con otros sistemas cuánticos, como los centros de color del diamante.
El equipo afirma que los chips de ondas acústicas tienen algunas ventajas sobre los que utilizan ondas electromagnéticas. Son fáciles de confinar en estructuras a nanoescala, no se comunican fácilmente entre sí y tienen fuertes interacciones con el sistema en el que están confinadas, lo que las hace útiles tanto para aplicaciones clásicas como cuánticas.
"Nuestro trabajo abre el camino a dispositivos y circuitos de alto rendimiento basados en ondas acústicas para el procesamiento de señales de microondas de próxima generación, así como a redes e interfaces cuánticas en chip que conecten diferentes tipos de sistemas cuánticos, incluidos los sistemas atómicos de estado sólido y los qubits superconductores", afirma Linbo Shao, primer autor del artículo.
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: Universidad de Harvard