Cavity magnomechanics
介质体通过辐射压力和电致伸缩力与电磁场耦合,介导腔光力学中的声子-光子耦合。在磁介质中,根据Korteweg-Helmholtz公式,磁致伸缩力将产生并导致声子-磁振子相互作用。在这里,我们报告这样一个耦合的声子-磁振子系统的亚铁磁球,我们称之为腔磁力学,类比腔光力学。相干声子-磁振子相互作用,包括电磁诱导的透明度和吸收,证明。令人兴奋的是,由于磁振子和微波光子模式的强杂化和它们的高可调谐性,我们的平台表现出新的功能,包括参量放大的磁振子和声子,三重共振光子-磁振子-声子耦合和声子激射。我们的工作展示了腔磁力学的基本原理及其作为一种基于光子、声子和磁振子之间相干耦合的新的信息传递平台的应用。
2015-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnomechanics in suspended magnetic beams
本文提出悬浮磁梁中的磁机械耦合方案,利用静态形变增强磁模式与机械模式相互作用,并阐明其在振动磁动检测和微波信号放大中的应用。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generated multi-transparency windows, Fano resonances, and slow/fast light in an opto-magnomechanical system through magnon Squeezing
本研究理论探究混合光-磁-机械系统中磁振子压缩对多重透明窗口、法诺共振及慢/快光的影响,通过调节相关参数增强慢/快光效应,助力量子信息处理技术发展。
2025-07-07 quant-ph
Phonon laser in a cavity magnomechanical system
光学激光的声子模拟已成为研究的热点。本文从理论上研究了由微波谐振腔、铁磁小球和均匀外加偏置磁场组成的腔型磁力系统中的声子激光。该系统可以分别通过磁致伸缩相互作用和磁偶极子相互作用实现声子-磁振子耦合和腔体光子-磁振子耦合,磁振子同时被强微波场直接驱动。首先给出了能达到声子激光阈值条件的驱动磁场强度。然后,我们证明了声子激光器可以很好地控制由一个可调的外部磁场,而不改变其他参数,这提供了一个额外的自由度相比,声子激光器在光机系统。最后,在实验可行的参数下,我们的方案的阈值功率接近光机系统的情况。我们的结果为在磁力系统中实现声子激光提供了理论基础。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controllable Fano-type optical response and four-wave mixing via magnetoelastic coupling in a opto-magnomechanical system
本研究解析分析光-磁子机械系统中磁弹性耦合诱导的可控Fano型光学响应与四波混频效应,揭示其调谐规律与衰减速率的影响,为高灵敏探测和量子信息处理提供新途径。
2023-04-01 quant-ph
Mechanical Bistability in Kerr-modified Cavity Magnomechanics
在由微波腔模、磁振子模和亚铁磁性钇铁石榴石(YIG)球的机械振动模组成的腔体磁力机械系统中观察到了双稳态机械振动。在强微波驱动场作用下,双稳性表现在机械频率和线宽上,同时激活了磁致伸缩、磁振子自克尔和磁振子-声子交叉克尔三种不同的非线性。磁振子-声子交叉克尔非线性是在磁力学中首次预言和测量的。该系统进入一个制度,克尔型非线性强烈修改传统的腔magnomechanics,只拥有一个辐射压力一样的magnomechanical耦合。在实验中识别和区分了三种不同的非线性。我们的工作展示了一种新的机制,实现机械双稳态相结合的磁致伸缩和克尔型非线性,并表明,这种克尔修改腔磁力学提供了一个独特的平台,在一个单一的实验中研究许多不同的非线性。
2022-09-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Cavity magnomechanical storage and retrieval of quantum states
我们展示了如何在微波腔模式中的量子态可以通过磁振子的中间模式转移到声子模式中并存储。为此,我们考虑一个亚铁磁性钇铁石榴石(YIG)球插入在微波腔中,其中的微波和磁振子模式耦合通过磁偶极子相互作用和磁振子和声子模式在YIG球耦合通过磁致伸缩力。通过及时调制腔和磁振子失谐以及磁振子模式的驱动,在腔模式和声子模式之间的类似受激拉曼绝热通道(STIRAP)的相干转移成为可能。声子模可以用来长时间存储光子量子态,因为它具有比光子和磁振子模更低的阻尼。因此,我们提出的方案提供了一种可能性,使用磁力学系统作为量子存储器的光子量子信息。
2021-04-26 physics.optics quant-ph
Tunable Entangling and Steering of Ferrimagnetic Magnons via an OptoMagnoMechanical Ring
本文提出通过向光磁环腔注入微波场,利用磁致伸缩诱导的机械位移与光学腔的辐射压力耦合,实现两个空间分离亚铁磁YIG晶体中磁振子的可调纠缠,其对热涨落鲁棒且基于实验可达参数。
2025-04-17 quant-ph
Macroscopic entanglement between ferrimagnetic magnons and atoms via crossed optical cavity
本研究提出基于二维光-磁振子机械系统、利用交叉光学腔生成原子与磁振子稳态纠缠的方法,通过调控腔频率失谐可增强纠缠且抗温度波动,为混合量子网络构建提供新途径。
2023-12-19 physics.optics quant-ph
High-efficiency entanglement of microwave fields in cavity opto-magnomechanical systems
该方案利用双光-磁-力学系统,通过磁振子介导将光学腔中的双模压缩纠缠态转移至微波腔,实现高效可调且鲁棒的微波场纠缠。
2023-05-16 quant-ph
Remote magnon entanglement between two massive ferrimagnetic spheres via cavity optomagnonics
最近的研究表明,基于磁振子的混合量子系统为产生包含大量自旋的宏观量子态提供了一个新的和有前途的平台。在这里,我们展示了如何纠缠两个磁振子模式在两个大规模的钇铁石榴石(YIG)球使用腔光磁,其中磁振子耦合到高品质的光学回音壁模式支持的YIG球。球体直径可达1 mm,每个球体包含多于$10^{18}$自旋。该方案是基于腔光磁效应中磁振子诱导布里渊散射产生的斯托克斯和反斯托克斯边带的不对称性。这使得人们可以利用斯托克斯和反斯托克斯散射过程,分别产生和验证纠缠。我们的工作表明,腔光磁系统是制备宏观量子态的一个很有前途的系统。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Microwave-optics Entanglement via Cavity Optomagnomechanics
本研究提出腔光磁力学系统中制备微波-光学稳态纠缠的新机制,利用磁机械参量下转换及两类相互作用分发纠缠,所得纠缠抗热噪声,可用于混合量子网络与量子信息处理。
2023-09-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Cavity magnomechanics: from classical to quantum
本文综述了腔磁力学领域的实验与理论进展,介绍了磁力耦合基础理论、代表性经典现象及其在制备量子态和量子协议方面的潜力。
2024-03-16 cond-mat.mes-hall nlin.AO physics.app-ph
Coherent feedback control of quantum correlations in cavity magnomechanical system with magnon squeezing
提出了一种在磁振子压缩条件下利用相干反馈环增强腔光磁力学系统中量子关联的方案。所提出的相干反馈控制允许显著增强三个二分子系统的纠缠,即,光子-声子、光子-磁振子和声子-磁振子。我们还研究了存在热效应的情况下的Einstein-Podolsky-Rosen转向和单向转向,而不需要在子系统中施加额外的非对称损失或噪声条件。此外,我们还研究了该方案对磁振子压缩的敏感性,以及在考虑损耗和噪声的非理想情况下的性能。
2023-02-20 quant-ph
Ground-state cooling of an magnomechanical resonator induced by magnetic damping
机械谐振器的量子操控在基础物理和量子信息处理中有着广泛的应用。其中,将力学系统冷却到其量子基态被认为是关键一步。本文提出了一种在腔式磁机械系统中实现谐振腔基态冷却的方案。该系统由微波谐振腔和铁磁小球组成,其中声子-磁振子耦合可分别通过磁致伸缩相互作用和磁偶极相互作用实现,而光子-磁振子耦合可分别通过磁致伸缩相互作用和磁偶极相互作用实现。通过对腔模的几何消去,得到了由磁振子模和机械模组成的有效哈密顿量。在实验可行的参数范围内,我们证明了磁机械谐振器的基态冷却可以通过额外的磁阻尼来实现。与光机械冷却不同,磁机械相互作用被用来实现谐振腔的冷却。进一步说明了外加磁场可以有效地控制基态冷却。
2019-06-28 quant-ph
Dynamical Backaction Magnomechanics
光学机械系统中由辐射压力产生的动态反作用已被证明是操纵机械振动的通用工具。值得注意的是,动力学反作用导致了机械谐振器冷却到基态,驱动声子激射,纠缠态的产生,以及光学弹簧效应的观察。在某些磁性材料中,机械振动可以通过磁致伸缩相互作用与磁激励(磁振子)相互作用,导致类似的磁振子诱导的动态反作用。在这篇文章中,我们直接观察磁振子诱导的动力学反作用对球形磁性样品的机械振动的影响。此外,动态反作用效应在最近的许多理论建议中发挥了至关重要的作用,因此,我们的工作为未来的实验工作提供了基础,追求许多这些理论建议。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Reservoir engineering strong quantum entanglement in cavity magnomechanical systems
我们基于储库工程方法,构造了一个混合腔磁力学系统来转移两体纠缠,实现了强微波光子-声子纠缠。磁振子模通过磁偶极子相互作用耦合到微波腔模,并通过磁致伸缩力(类似光机械)耦合到声子模。结果表明,在这两种相互作用协同作用的情况下,初始的磁振子-声子纠缠可以转移到光子-声子子空间。在量子工程参数体系中,初始纠缠被定向转移到光子-声子子系统中,从而得到了强的二体纠缠,其中磁振子模作为冷库,有效地冷却了离域在腔上的Bogoliubov模和机械形变模.此外,随着冷库模和目标模之间耗散比的增加,我们可以获得更大的量子纠缠和更好的冷却效果。我们的结果表明,稳态纠缠对温度是鲁棒的。该方案为量子信息处理提供了潜在的应用,并有望推广到其他三模系统。
2022-12-22 quant-ph
Barnett effect boosted nonreciprocal entanglement and EPR-steering in magnomechanics in the presence of coherent feedback loop
提出一种混合磁力学系统实验方案,通过调节Barnett效应与分束器反射率,实现了可控的非对称EPR导引、非互易纠缠及多体纠缠,并有效抵御热噪声,具有量子信息应用前景。
2025-07-13 quant-ph
Entropy production rate and correlations of cavity magnomechanical system
该研究采用量子相空间熵变表述,分析稳态腔磁机械系统的熵产生率与量子关联,揭示磁振子-光子耦合等参数的影响,为混合量子系统不可逆性研究及量子热应用提供新路径。
2024-01-30 quant-ph
Phase-controlled robust tripartite quantum entanglement in cavity-magnon optomechanics
本研究在混合腔磁振子力学系统中,通过反向施加两个相干驱动场并调控其相位差,实现了光子-声子-磁振子三方纠缠的生成、增强及抗热噪声鲁棒性提升,为多体纠缠的操控与保护提供了新方案。
2025-01-30 quant-ph
Quantum Noise Suppression Beyond the Standard Quantum Limit in a Hybrid Magnonic Optomechanical System
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
研究通过混合腔光机械平台设计降低量子测量噪声,利用磁子介导动力学提升灵敏度,实现辐射压力反作用完全抑制和OPA泵浦增益提升,突破标准量子极限。
2026-04-17 physics.optics quant-ph
Detection of entanglement by harnessing extracted work in an opto-magno-mechanics
本研究通过西拉德发动机在腔磁力学系统中提取功,利用对数负性量化纠缠,发现提取功与纠缠程度高度一致,为量子信息处理提供新途径。
2024-05-29 quant-ph
Enhancing ground-state cooling of center-of-mass motions via quantum squeezing from magnon nonlinearity
Hangzhou Dianzi University(杭州电子科技大学);Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University(杭州量子态控制与光场调控浙江省重点实验室)
该研究在腔磁机械系统中利用YIG磁球的磁子自克尔非线性产生量子压缩,在非分辨边带区域仍可显著提升悬浮磁球的质心基态冷却性能,并量化了所需泵浦功率。
2026-08-05 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Phase-switchable nonreciprocal entanglement via magnon squeezing in ring-cavity optomagnomechanics
Abdelmalek Essaadi University(阿卜杜勒马利克·埃萨迪大学);Mohammed VI Polytechnic University (UM6P)(穆罕默德六世理工学院);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa(墨西哥国立自治大学伊兹塔帕拉帕分校)
该研究提出通过相位控制磁振子压缩在光磁机械环形腔中产生可切换纠缠的理论方案,利用磁致伸缩耦合使亚铁磁微桥与腔场、机械运动纠缠,通过相位相关贡献实现原位控制,为实现高对比度纠缠提供途径,确立磁振子压缩为实用量子资源。
2026-07-13 quant-ph