Parametrically squeezed states of microwave magnons in yttrium iron garnet films
我们从理论上证明，并确认实验，在薄钇铁石榴石薄膜中激发的非线性自旋波压缩真空量子噪声是很好的候选人。实验演示的形式是在经典制度进行的自旋波诱导的调制不稳定性（IMI）的测量。实验证明了强相位锁定的闲置波参数产生的薄膜中的确定性的小信号波从外部源发射到薄膜。该理论预测，对于真空量子噪声也会观察到同样的行为，导致噪声的压缩。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Macroscopic entanglement of two magnon modes via quantum correlated microwave fields
我们提出了一个在两个宏观钇铁石榴石球中纠缠两个磁振子模的方案。两个球体被放置在两个微波腔中，这两个微波腔由双模压缩微波场驱动。利用腔与各腔中磁振子模之间的线性态交换相互作用，将两个驱动场的量子关联高效地传递到两个磁振子模上。在实验可达到的条件$g \gg κ_a \gg κ_m$下可以获得相当大的纠缠，其中$g$是腔-磁振子耦合率，$κ_a$，$κ_m$分别是腔和磁振子模的衰减率。纠缠是在稳定的状态和对温度的鲁棒性，存活高达数百毫开尔文与实验上可实现的双模压缩源。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong squeezing of microwave output fields via reservoir-engineered cavity magnomechanics
提出利用蓝、红边带双音驱动磁子模式构建压缩磁子储库，经腔-磁子态交换获得稳态且显著压缩的微波输出场。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Exciting terahertz magnons with amplitude modulated light: spin pumping, squeezed states, symmetry breaking and pattern formation
本文提出 Modulated Floquet Parametric Driving (MFPD) 机制，利用光频信号参数激发太赫兹反铁磁共振，并研究了该机制下各向异性反铁磁体中的自旋泵浦、压缩磁振子对形成及对称性破缺导致的自旋图样形成。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Laser induced enhanced coupling between photons and squeezed magnons in antiferromagnets
本文研究了激光外场作用下的蜂窝状反铁磁体。得到了一个与时间无关的有效哈密顿量，我们发现，外部激光重整化的自旋算符的面内组件之间的交换相互作用，并诱导第二邻居之间的合成Dzyaloshinskiii-Moria的相互作用（ZH）。前者允许控制磁振子色散的带宽，后者打破时间反演对称性，导致动量空间的非互易性。系统的本征激发对应于压缩的磁振子，其压缩参数依赖于激光的性质。当研究这些自旋激发如何与腔光子耦合时，我们获得了一个耦合强度，与没有激光的情况相比，通过仔细调谐激光的强度可以提高一个数量级。通过腔的传输曲线，允许映射的磁振子的色散关系。
2022-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Resolving nonclassical magnon composition of a magnetic ground state via a qubit
该研究提出利用量子比特与非本征模磁振子的直接色散耦合，检测压缩磁振子基态的量子叠加、调控平衡磁振子压缩并生成压缩偶Fock态，为利用磁体平衡量子特性提供了通用路径。
2023-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnon squeezing by two-tone driving of a qubit in cavity-magnon-qubit systems
提出在腔–磁振子–量子比特混合系统中利用量子比特双音驱动诱导磁振子参量放大，从而制备噪声低于真空涨落的宏观磁振子压缩态。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Super-Poissonian shot noise of squeezed-magnon mediated spin transport
铁磁体（F）的磁化被驱离平衡将纯自旋电流注入相邻导体（N）。这种F $|$ N双层已经成为各种基于自旋的器件中的基本构建块。我们评估的散粒噪声的自旋电流穿越F $|$ N接口时，F受到相干微波驱动。我们发现，噪声谱是频率无关的驱动频率，并随频率线性增加之后。低频噪声表明超泊松自旋转移，这是由具有有效自旋$\hbar^* = \hbar (1 + δ)$的准粒子引起的。对于典型的铁磁薄膜，$δ\sim 1$与偶极相互作用介导的F本征模压缩有关。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall
Quantum sensing composite excitations in an anisotropic ferromagnet via a qubit
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道）
本文理论发展量子比特光谱技术，可探测铁磁体的量子压缩磁振子态叠加，分析了多压缩福克态叠加激发态的探测难点及低振幅相干压缩磁振子态的权衡关系，为相关探测提供基础与设计方程。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Negative refraction index of the quantum lossy left-handed transmission lines affected by the displaced squeezed Fock state and dissipation
本文研究量子有耗左手传输线在位移压缩Fock态及电阻、电导耗散条件下的负折射率，揭示其新颖量子特性及微波器件小型化意义。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall
Unconventional magnon excitation by off-resonant microwaves
人们普遍认为，物理系统只有在驱动频率与系统的正常模式频率相匹配时才能对周期性驱动做出显著响应，这导致共振。非共振现象很少被考虑，因为很难实现物理系统和非共振波之间的强耦合。在这里，我们研究了磁系统的响应压缩光，并令人惊讶地发现，最大限度地激发时，有效的驱动频率是几个数量级大于共振频率的磁振子。产生的磁振子被压缩，这带来了通过外部磁场可调谐压缩的优点。此外，我们还证明了这种非共振准粒子激发在所有存在玻色子相干参变相互作用的混合系统中是普遍存在的，它是一种纯粹的量子效应，根源于压缩真空中粒子的量子涨落.我们的发现可能为研究非共振现象提供了一条非常规的途径，并可能进一步有利于混合物质-光系统在连续变量量子信息中的应用。
2021-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Master equation approach to magnon relaxation and dephasing
近年来，人们对用于量子信息处理的磁振子的量子特性产生了极大的兴趣。研究磁振子量子态对不同弛豫和退相通道的稳定性是一个重要的问题。由于磁系统中磁振子之间的相互作用可能处于超强甚至深强耦合区，磁振子态的弛豫过程与更常见的量子光学系统有很大的不同。在这里，我们研究的基础上Lindblad形式主义的磁振子的弛豫和退相，并推导出一个广义的主方程，描述的量子动力学的磁振子。利用这个主方程，我们确定了压缩磁振子的两个不同的耗散通道，即，局域耗散和集体耗散，这对铁磁体和反铁磁体都起作用。局域耗散是由磁振子系统与环境之间独立的角动量交换引起的，而集体耗散是由磁振子之间的参量相互作用修饰的，它增强了压缩磁振子的量子性和热稳定性。此外，我们展示了如何这种形式主义可以应用于研究纯四磁振子散射和磁振子-声子相互作用引起的磁振子的退相。我们的结果为在全量子力学框架下研究磁振子的退相干提供了理论工具，并为利用磁振子的量子态进行信息处理提供了理论依据.
2022-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon cat states in a cavity-magnon-qubit system via two-magnon driving and dissipation
本文提出利用双磁振子驱动与量子比特耗散，在腔-磁振子-量子比特混合系统中高效制备偶/奇磁振子猫态及压缩态，并探讨其在宏观量子研究和暗物质探测等量子传感中的应用。
2025-08-16 cond-mat.mes-hall hep-ex quant-ph
Magnon heralding in cavity optomagnonics
在新兴的腔光磁学领域，光子相干耦合到固态系统中的磁振子。这些新系统有望实现混合量子技术。能够在这样的平台上制备Fock态是实现量子信息方案的重要一步。我们提出了一个磁振子预告协议，通过检测光腔光子来产生磁振子Fock态。由于光磁耦合的特殊性，该协议涉及两个不同的腔光子模式。通过求解耦合系统的量子朗之万方程，我们证明了预言的时间尺度受磁振子-光子协同性的控制，并导出了产生高保真磁振子Fock态的条件.我们表明，非经典字符的预示状态，这是印在一个光学“读”模式的自相关，仅限于磁振子寿命足够小的温度。我们解决了非真空初始状态的不利影响，表明高保真福克态可以通过主动冷却系统之前的协议。
2019-07-10 cond-mat.mes-hall
Cavity-Enhanced Optical Manipulation of Antiferromagnetic Magnon-Pairs
该研究提出利用驱动光学腔的反作用实现反铁磁中磁子对的压缩稳态，通过调节失谐可控制耗散符号，在红失谐下产生压缩态，在共振和蓝失谐下出现极限环与混沌，为量子信息处理提供新平台。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall
Spin transport in an electrically-driven magnon gas near Bose-Einstein condensation: Hartree-Fock-Keldysh theory
本文对处于均匀外磁场中的易平面铁磁绝缘体，通过自旋霍尔效应在金属中注入直流自旋电流，并与声子池和正常金属池接触，进行了理论研究。Keldysh路径积分形式主义被用来模拟磁振子气体驱动到一个非平衡稳态的不匹配浴温度和/或电注入，我们分析了磁振子系统在正常（未凝聚）状态，但接近玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的不稳定性，在自洽的Hartree-Fock近似。我们发现，稳态磁振子分布函数一般具有非热形式，不能用单一的有效化学势和有效温度来描述。我们还表明，在电驱动的磁振子系统中的BEC不稳定性是由一个符号变化的磁极的虚部的长波长磁振子模式和发散的非平衡磁振子分布函数。在两个浴温的存在下，我们发现超流序参量涨落的关联长度表现出非平凡的有限温度交叉行为，比在平衡稀玻色气体中真空-超流转变的标准交叉行为更丰富。我们研究了这些热交叉的磁振子自旋电导率的后果，并获得在附近的电诱导BEC不稳定性的自旋电导率的平方根发散的倒数。一个自旋电子学设备能够测试我们的自旋输运预测进行了讨论。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Ultrastrong magnon-photon coupling and entanglement in superconductor/ferromagnet nanostructures
本文提出含铁磁中间层的超导杂化纳米结构，利用电磁场强约束实现超强磁振子-光子耦合，并揭示其压缩真空、虚粒子布居及磁振子-光子纠缠特性。
2023-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnon squeezing near a quantum critical point in a cavity-magnon-qubit system
Zhejiang Key Laboratory of Micro-Nano Quantum Chips and Quantum Control, and School of Physics, Zhejiang University（浙江大学微纳量子芯片与量子控制浙江省重点实验室及物理学院）；Department of Physics, Wenzhou University（温州大学物理系）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳国际量子研究院）
研究在腔-磁子-量子比特系统中通过工程有效Rabi型磁子-量子比特相互作用生成磁子非经典态，通过临界点附近的超辐射相变实现动态磁子压缩，并分析耗散、退相位和热噪声对压缩的影响。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electrical detectability of magnon-mediated spin current shot noise
本文分析了典型电学探测自旋泵浦实验中磁子介导的自旋电流散粒噪声，发现其电压噪声远小于Johnson-Nyquist噪声且无法通过调节样品几何结构增强，为实验探测压缩磁子提供了指导。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Squeezing and quantum control of antiferromagnetic magnon pseudospin
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）
研究通过量子涨落工程控制反铁磁磁子伪自旋，实现磁子模式与其它激发的耦合增强和调控，并提出量子比特光谱协议检测压缩伪自旋基态。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Tunable anisotropic quantum Rabi model via a magnon--spin-qubit ensemble
量子技术的持续快速发展依赖于针对特定量子计算和通信任务进行优化的新混合平台，研究人员正在努力实现这样的平台。我们从理论上研究了自旋量子比特交换耦合到各向异性铁磁体中，该铁磁体具有可控的内禀压缩度。我们发现这个系统在物理上实现了从各向同性到Jaynes-Cummings极限的量子拉比模型，其耦合强度可以达到深强区。我们证明了压缩磁振子的复合性质使得耦合到同一磁体的三个自旋量子比特能够同时激发。因此，可以鲁棒地生成实现Shor的量子纠错码所需的三量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger和相关状态。我们的分析强调了这种混合平台提供的一些独特优势，我们希望它将激励相应的实验工作。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quantum magnonics: when magnon spintronics meets quantum information science
自旋电子学和量子信息科学是信息处理技术创新的两个有前途的候选者。这两个领域的结合使我们能够建立研究量子现象和实现多功能量子任务的固态平台。然而，在很长一段时间里，这两个领域的交集是有限的。这种情况在过去几年中发生了重大变化，因为在使用磁振子编码和处理信息方面取得了显着进展。另一方面，在理解准粒子的纠缠以及设计用于量子信息处理的高质量量子比特和光子腔方面的重大进展为将磁振子与量子系统集成提供了物理平台。在这些努力的基础上，量子磁振子学这一高度交叉的领域出现了，它结合了自旋电子学，量子光学和量子信息科学。在这里，我们给出了最近的发展概述有关的量子态的磁振子和它们的杂交与成熟的量子平台。首先，我们回顾了磁振子和量子纠缠的基本概念，讨论了磁振子量子态的产生和操纵，如单磁振子态、压缩态和量子多体态，包括玻色-爱因斯坦凝聚和由此产生的自旋超流。我们讨论了如何将磁振子系统与量子平台（包括腔光子、超导量子比特、氮空位中心和声子）集成和纠缠，以实现相干信息传输和协作信息处理。这些混合量子系统的非厄米物理和宇称时间对称性的影响突出，以及在量子存储器和高精度测量的应用。最后，我们提出了在量子磁的机会展望。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optomagnonic continuous-variable quantum teleportation enhanced by non-Gaussian distillation
针对光磁耦合弱导致的量子隐形传态保真度低问题，提出引入非高斯蒸馏操作增强光磁纠缠的光磁连续变量量子隐形传态协议，可传输多种光态至磁子模式，为磁子量子网络提供指导并开辟磁子量子态制备新途径。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum State Preparation of Ferromagnetic Magnons by Parametric Driving
Institute for Theoretical Physics, Technische Universität Wien（维也纳工业大学理论物理研究所）；Faculty of Physics, University of Vienna（维也纳大学物理学院）
通过参数驱动制备铁磁自旋波的量子态，利用自旋波非线性性实现磁子压缩，无需单个磁子源或探测器。
2026-01-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Magnonics: Quantum States Generation and Applications
Zhejiang University（浙江大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Dongguan University of Technology（东莞理工学院）；Shanxi University（山西大学）
本文综述量子磁子学领域进展，先介绍腔磁子学强耦合实验，再阐述磁子量子态生成方案及应用，最后总结并展望该领域未来研究方向。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Green's function formalism for nonlocal elliptical magnon transport
我们发展了一个非平衡格林函数体系来研究磁子自旋通过金属导线接触的强各向异性铁磁绝缘体的输运。我们将铁磁绝缘体建模为有限尺寸的一维自旋链，在第一个和最后一个站点处具有金属接触，该金属接触以磁振子的形式注入和检测自旋。在各向异性的存在下，这些铁磁振子成为椭圆极化，自旋守恒被打破。我们发现，这引起了一个新的寄生自旋电导，这在高各向异性成为主导。此外，在高各向异性区域，铁磁体的自旋态被压缩。我们表明，压缩可以通过局部自旋偏置的应用程序在全球范围内减少。
2021-10-22 cond-mat.mes-hall
Tuning entanglement by squeezing magnons in anisotropic magnets
本文从理论上研究了在外加磁场和轴向各向异性的情况下，磁振子自然形成一般压缩相干态的磁性材料中两个任意自旋之间的纠缠。利用纠缠度作为纠缠度的度量，我们证明了自旋通常在热力学平衡下纠缠，纠缠量由外场和各向异性控制。结果，磁介质可以用作存储和处理量子信息的资源。我们还发现，当外加磁场减小时，纠缠会发生不连续的跳跃。这种可调纠缠可以潜在地用作量子信息处理任务中的有效开关。
2020-01-14 cond-mat.mes-hall
Strong photon coupling to high-frequency antiferromagnetic magnons via topological surface states
本研究利用拓扑绝缘体表面态介导，通过全量子路径积分方法实现了反铁磁磁振子与微波腔光子的高频强耦合，耦合强度较直接耦合高数个量级，有望推动高频腔磁振子学在量子信息技术中的应用。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangling the vibrational modes of two massive ferromagnetic spheres using cavity magnomechanics
提出了一个在双腔磁力系统中纠缠两个大质量铁磁球振动声子模的方案。在每个腔中，微波腔模通过磁偶极子相互作用耦合到磁振子模（自旋波），并且后者进一步通过非线性磁致伸缩相互作用耦合到铁磁球的变形声子模。我们证明了通过直接用红失谐微波场驱动磁振子模来激活磁力学反斯托克斯过程，可以实现腔-磁振子-声子状态交换相互作用。因此，如果这两个腔进一步由双模压缩真空场驱动，则驱动场的量子关联依次转移到两个磁振子模和随后的两个声子模，即，两个铁磁球体远程纠缠。我们的工作表明，腔磁力学系统允许在更大规模的量子纠缠态比目前可能的其他计划。
2021-02-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum tomography of magnons using Brillouin light scattering
该研究理论探究布里渊光散射用于磁振子量子层析成像的效能，构建含光学噪声的波导模型计算信噪比，提出注入压缩真空提升信噪比的方法，分析了磁振子态经典与非经典分量的重建条件及信噪比的优化方向。
2024-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon transmission across $ν=1|-1|1$ mono-layer graphene junction as a probe of electronic structure
本研究针对单层石墨烯n=0朗道能级的1|-1|1栅控结，发现界面自旋/谷旋转特性决定高能磁振子传输行为，可通过磁场调节谷塞曼耦合驱动界面相变，为测定样品各向异性耦合提供了新方法。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall
Signatures of electron-magnon interaction in charge and spin currents in magnetic tunnel junctions: A nonequilibrium many-body perturbation theory approach
本文发展了一种数值精确的方法，用于计算在有限偏压作用下电子-磁振子耦合（\mbox{e-m}）系统中电子和磁振子自能的自洽微扰展开式中的Feynman图.我们的计划与电子和magnonic GF和相应的自能视为矩阵的Keldysh空间，而不是传统的提取其延迟和较小的组件。这是用来理解非弹性\mbox{e-m}散射的影响，对电荷和自旋电流与偏置电压$V_b$在F/I/F磁性隧道结（MTJ），这是一个一维（1D）紧束缚晶格的电子子系统和1D海森堡模型的磁子系统建模。为此，我们计算了电子自能的Fock图和磁振子自能的电子-空穴极化泡图。这些图中的相应电子和磁振子GF线是完全相互作用的，从而需要自洽地求解随后的非线性积分方程的耦合系统。尽管使用1D模型并且仅在由F/I界面周围的几个晶格位点组成的小的活性区域内以多体方式处理\mbox{e-m}相互作用，但是我们的分析捕获了在基于MgO和AlO $_x$的真实3D MTJ中观察到的所谓零偏置异常的基本特征，其中二阶导数$d^2 I/dV_b^2$（即，非弹性电子隧穿谱）在零偏置电压的任一侧上呈现相反符号的尖峰。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
