光机电阵列中的空间绝热频率转换

量子信号在微波与光频域之间的忠实转换对于构建基于超导电路的量子网络至关重要。光机电系统，其中微波和光学腔模式耦合到一个共同的机械振子，是实现这一目标的一条有前景的途径。在这些系统中，利用场的机械暗模式可实现高效、低噪声的转换，但转换带宽限制为腔线宽的一小部分。在此，我们展示光机电换能器阵列可以克服这一限制并达到大于腔线宽的带宽。耦合速率在阵列中空间变化，使得传播场的机械暗模式绝热地从微波变为光学或反之亦然。该策略还导致热噪声显著降低，其中集体光机械合作性是相关的品质因数。最后，我们证明，令人惊讶的是，每个换能器单元的带宽增强在小型阵列中最大；这一特征使我们的方案对于最先进的实验装置特别有吸引力。