量子基态下的布里渊光力学

体声波（BAW）谐振器因其长相干时间以及与光子和超导量子比特可控的耦合，作为微波-光转换器中介颇具吸引力。然而，对于光机械换能器在无额外有害噪声下工作，机械模式必须处于量子基态。这在近期基于其他类型机械谐振器的转换演示中颇具挑战，其中激光吸收导致声子模式加热。本工作中，我们展示了一个由光学腔内石英 BAW 谐振器构成的布里渊光机械系统的基态运行。系统在稀释制冷机内 $\sim$200 mK 温度下运行，这是通过设计系统在降温过程中自对准且对机械振动相对不敏感而实现的。我们展示了与若干声子模式的光机械耦合，并执行边带不对称性测温，证明在基准温度下热占据低于 0.5 个声子。这构成了迄今测量处于量子基态的最重（$\sim$494 $\mu$g）机械物体。进一步测量确认激光加热对该声子占据影响可忽略。我们的结果为基于 BAW 谐振器的低噪声、高效率微波-光转换铺平了道路。