研究人员开发出一种超薄鼓膜状结构，可使声信号（声子）以极低损耗穿透传输，其性能甚至优于电子电路。这种近乎无损的振动为量子计算机和超灵敏生物传感器等系统中的信息传递开辟了新途径。
现在想象一个超薄的鼓面，宽度约10毫米，上面布满许多三角形孔洞。
哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的研究人员与康斯坦茨大学及苏黎世联邦理工学院合作，成功实现了振动在这种薄膜上的近乎无损传播。其信号损耗甚至远低于电子电路的处理能力。这项研究成果现已发表于《自然》期刊。
声子——在固体材料中传播的声信号或振动
信号由声子构成——可以理解为固体材料中的振动。原子通过相互推挤产生振动，从而使特定信号能在材料中传播。设想通过这种材料编码传输信号时，信号损耗就成为关键因素。
若信号强度衰减或部分能量转化为热能/错误振动，最终将导致解码失败。
系统可靠性至关重要
研究人员成功传输的信号具有近乎零损耗的特性。这种薄膜作为信息传输平台展现出惊人的可靠性。
损耗表现为声波在薄膜表面传播时的振幅衰减。当信号穿过材料并绕过薄膜孔洞（甚至需要改变方向）时，每百万个声子中仅损失约一个。
相同条件下，电子电路中电流波动的振幅衰减速度要快约十万倍。
具有前景的基础研究
尼尔斯·玻尔研究所的向曦助理教授和阿尔伯特·施利瑟教授指出，这项成果不应局限于特定应用场景，但其潜力巨大。当前全球正在研发的量子计算机，其核心正是依赖不同组件间的超精密信号传输。
量子研究的另一个领域涉及传感器开发，例如检测人体内最微弱的生物波动——同样需要可靠的信号传递。
但向曦和阿尔伯特·施利瑟目前更专注于探索更多可能性。
"现阶段我们希望通过实验验证方法的潜力。例如构建更复杂的结构观察声子运动，或设计类似十字路口车辆碰撞的声子对撞结构。这将帮助我们理解最终可能实现的技术边界和潜在应用。"阿尔伯特·施利瑟表示。正如他们所说："基础研究的本质是创造新知识。"