超越极限：洛桑联邦理工学院（EPFL）科学家们在量子领域取得巨大进展。他们创造了一种超导电路光机械平台，以惊人的低退相干率和高保真度展示了其潜力。通过开创性的"真空间隙鼓头电容器"技术，他们延长了机械振荡器的量子态寿命，为量子计算和传感领域带来新的前景。
【突破之旅】
过去十年，机械系统中的量子现象取得了突破。曾经被认为不可能的事情现在已成为现实，科学家们在宏观机械物体中成功实现了量子态。通过将机械振荡器与光子耦合，科学家们将这些系统冷却到接近量子极限的能级。他们甚至通过"挤压"和相互缠结进一步改善了性能，为量子传感、紧凑存储、引力测试乃至暗物质探索带来新机遇。
【光机械系统的挑战】
在光机械系统中，科学家们面临挑战：既要隔离机械振荡器以减少能量损耗，又要与其他系统耦合以便控制。这需要延长振荡器的量子态寿命，但环境热波动和频率不稳定性会影响退相干。无论是巨型反射镜还是微小被困粒子，这都是长期存在的问题。尽管与其他技术相比，光机电系统仍有退相干的问题，但EPFL的科学家们有了新方案。
【EPFL的突破】
洛桑联邦理工学院的科学家们解决了这一问题。他们开发了超导电路光机电平台，保持强大的光机电耦合的同时实现超低量子退相干。这项突破成果于8月10日刊登在《自然-物理》杂志上。项目的领导者，博士生阿米尔-尤塞菲（Amir Youssefi）表示："我们展示了机械振荡器中最长的量子态寿命，将为量子计算和通信系统提供关键的量子存储元件。这对量子物理学、电子工程和机械工程领域都具有重要影响。"
【关键的技术元素】
这一突破的核心在于"真空间隙鼓头电容器"技术。这种技术利用铝薄膜制成的悬浮振动元件，放置在硅基板沟槽上。这个电容器不仅是振荡器的核心元件，也构成了一个谐振微波电路。科研团队通过新型纳米制造技术大幅减少了谐振器的机械损耗，实现了20赫兹的热退相干速率，相当于7.7毫秒的量子态寿命，创下了纪录。
【结果与意义】
退相干的降低使科学家们能够利用光机械冷却技术，将量子态的保真度提高到惊人的93%，超越了基态的标准。此外，研究团队还实现了低于运动零点波动的机械挤压，达到-2.7 dB。研究人员Shingo Kono表示："这种控制水平使我们能够观察到机械挤压态的自由演化，并在长达2毫秒的时间内保持其量子行为。"此突破不仅提高了宏观机械系统的量子控制和测量精度，还为与超导量子比特的融合以及量子引力测试提供了新的可能性。研究团队的成员之一马赫迪-切格尼扎德（Mahdi Chegnizadeh）表示："与超导量子比特相比
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