1960- ja 1970-luvun taitteessa kehitettiin mekaanisia värähtelijöitä entistä herkemmiksi mittalaitteiksi. Tätä kehitystä ajoi eteenpäin mm. yritykset mitata gravitaatioaaltoja. Yhä pienempien voimien erottamiseksi osoitettiin, että kaviteetin yhtenä päätypeilinä toimivan mekaanisen värähtelijän häviöitä pystyttiin hallitsemaan kaviteettiin syötettävän sähkömagneettisen kentän avulla. Muutamia vuosia myöhemmin atomien sisäisten rakenteiden tutkijat esittivät, että säteilypaineen avulla pystyttiin jäähdyttämään atomien liikettä. Tästä alkanut kehityskulku johti ionien liikkeen jäähdyttämiseen perustilaansa kokeissa, joita pidetään erittäin merkittävinä tieteellisinä saavutuksina. Mekaanisten värähtelijöiden jäähdyttäminen perustilalle niihin kytketyn kaviteetin avulla vei paljon enemmän aikaa ja ne saavutettiin niin optisella kuin mikroaaltoalueellakin vasta tällä vuosikymmenellä paljolti kehittyneiden valmistusmenetelmien ansiosta.

Mekaanisten värähtelijöiden jäähdyttäminen perustilalle mahdollistaa niiden kvantti-mekaanisen luonteen todentamisen sekä hyödyntämisen. Mikroalueella toimivien supra-johtavien piirien, joita tässä väitöskirjassa käytetään, etuna on kehittyneiden epälineaaristen komponenttien (kvanttibittien eli kubittien) helppo valmistus. Epälineaariset komponentit mahdollistavat epäklassisten tilojen luomisen kubittiin sekä tilan siirron mikroaalto-kaviteettiin ja mekaaniseen värähtelijään. Mekaanisia värähtelijöitä voidaan näissä systeemeissä käyttää kvanttimekaanisen tiedon tallentamiseen niiden erinomaisen elinajan ansiosta.

Tämän väitöskirjan aiheina ovat mikroaaltoalueen lineaarinen ja epälineaarinen opto-mekaniikka. Päätavoitteena on tutkia optomekaanisen kytkennän kasvattamista Josephson-liitoksiin perustuvien suprajohtavien piirien avulla. Työn päätuloksena toteutetaan kvanttikoherentti kytkentä suprajohtavan kubit ja klassisen mekaanisen värähtelijän välillä. Työssä analysoidaan lisäksi mekaanisen värähtelijän kytkemistä nk. transmon-kubittiin ja osoitetaan, että mekaaniikan perustilalle jäähdyttäminen sekä koherentti kytkentä kubittiin on mahdollista yhden mekaanisen kvantin tasolla. Väitöskirjassa tutkitaan myös lineaarista optomekaniikkaa, jossa mekaaninen värähtelijä on lineaarisesti kytketty sähköiseen värähtelijään. Työssä näytetään, että systeemi toimii vahvistimena sähköiseen värähtelijään tuleville mikroaalloille ja osoitetaan vahvistuksen kohinan olevan kvanttimekaaniikan lakien rajoittamaa, jos mekaaninen värähtelijä itse on jäähdytetty perustilalleen.