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
Entangling mechanical vibrations of two massive ferrimagnets by fully exploiting the nonlinearity of magnetostriction
宏观物体运动中的量子纠缠无论在基础研究还是量子技术中都具有重要意义。在这里,我们展示了如何纠缠的机械振动模式的两个大规模的亚铁磁体放置在同一个微波腔。每个亚铁磁体支持由磁致伸缩力耦合的磁振子模式和低频振动模式。两个磁振子模分别通过磁偶极相互作用耦合到微波腔。我们首先在亚铁磁体-1的振动模和亚铁磁体-2的磁振子模之间产生一个稳态的非局域纠缠态。这是通过用强红失谐微波场连续驱动亚铁磁体1来实现的,而纠缠是通过利用磁力学参数下转换和腔-磁振子状态交换相互作用来实现的。然后,我们关闭亚铁磁体-1上的泵,同时打开亚铁磁体-2上的红色失谐脉冲驱动器。后一种驱动器用于激活磁机械分束器相互作用,其交换亚铁磁体-2的磁振子和机械状态。因此,先前产生的声子-磁振子纠缠被转移到两个亚铁磁体的机械模式。该工作提供了一种制备两个大质量物体机械运动纠缠态的方案,可以在利用宏观纠缠态的各种研究中找到应用。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum entanglement between two magnon modes via Kerr nonlinearity
我们提出了一个利用克尔非线性效应使两个磁振子模纠缠的方案。研究了两个宏观钇铁石榴石(YIGs)与单模微腔的磁偶极耦合相互作用。利用强微波场驱动腔体激发出描述大量自旋集体激发的Kittel模。我们证明了当微腔受到蓝失谐微波场的强烈驱动时,克尔非线性效应如何在两个宏观铁磁样品之间产生纠缠量子态。这种量子纠缠在稳态下仍然存在。我们的工作为大质量铁磁材料中纠缠态的实验设计提供了新的思路和指导。它在宏观量子效应和磁自旋电子学中也有广泛的应用。
2019-04-08 physics.atm-clus quant-ph
Switchable selective interactions in a Dicke Model with Driven Biased term
在这篇文章中,我们提出了一种方法来研究具有驱动偏置项的Dicke模型中的可控量子比特-谐振腔相互作用。量子比特与谐振腔之间的相互作用会导致光谱的非线性,这种非线性在量子比特与谐振腔之间的可控相互作用中起着重要作用。为了深入了解非线性的机制,我们对哈密顿量进行了幺正变换。结果表明,变换后的汉密尔顿量的非线性取决于量子比特-谐振器耦合强度。基于频率调制方法,详细讨论了有效哈密顿量的一般形式。通过调节调制参数,可以实现动态演化的开启和关闭。利用这种可控相互作用,我们讨论了迪克态的产生和迪克态的任意叠加。我们还考虑了大量子比特数限制下的能级非线性。在热力学极限下,“磁振子”-共振腔耦合诱导了克尔型非线性,在“磁振子”方案下可以研究“磁振子”Fock态的选择性制备。
2022-03-07 quant-ph
Resolving magnon number states in quantum magnonics
固态系统中的集体激发模式在电路量子电动力学、腔光学力学和量子磁振子学中起着核心作用。在后者中,铁磁体中的集体激发模式的量子(称为磁振子)与量子比特相互作用,以提供访问磁振子中的量子现象所必需的非线性。未来量子磁振子系统的一个关键要素是探测磁振子态的能力。在这里,我们观察到一个毫米大小的铁磁体相干耦合到超导量子比特的单个磁振子。具体来说,我们解决了磁振子数状态的光谱测量的transmon量子比特的混合系统中的强色散制度。这使我们能够检测到的铁磁体的磁偶极子的变化相当于一个单一的自旋翻转之间的多个$10^{19}$自旋。量子磁振子的强色散机制开辟了将超导量子比特编码为非经典磁振子态的可能性,潜在地在超导量子处理器和光子之间提供相干接口。
2016-10-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulation of Arbitrary-Order Cavity-Magnon Polariton Blockade
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University(福建量子信息与光学重点实验室,福州大学物理与信息工程学院)
本文提出利用 Kerr 非线性在腔磁极子系统中实现 n-腔磁极子阻塞,通过强耦合产生混合准粒子,引入非谐振性以实现阻塞效应,增强驱动强度可提高高阶阻塞并保持高纯度。
2026-09-10 quant-ph
Observation of attractor transitions in active magnon-polaritons under microwatt drives
Beijing Institute of Technology(北京理工大学);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院)
研究通过主动磁极子在微瓦驱动下观测到吸引子转变,揭示了非线性吸引子的多相稳定态及复杂动态行为,为非线性微波信号生成和高精度传感提供新途径。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph 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
Nonreciprocal magnon-magnon entanglement in a spinning cavity-magnon system
Northeast Normal University(东北师范大学)
研究通过旋转腔-磁子系统生成非互易磁子-磁子纠缠,利用磁子凯尔非线性和腔旋转产生的萨格纳效应增强纠缠,并展示其在热噪声下的鲁棒性。
2026-05-14 quant-ph
Classical and quantum theory of magnonic and magnetoelastic nonlinear dynamics in continuum geometries
Vienna University of Technology(维也纳工业大学);RIKEN(理化学研究所);University of Tokyo(东京大学);Kyoto University(京都大学)
本文提出了一种结合经典与量子理论的磁声非线性动力学模型,用于连续几何结构,实现了磁子与声子的耦合动力学分析,并展示了其在量子化中的应用。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnonic entanglement in a chiral cavity-magnon coupling system
提出基于手性腔-磁振子系统(含环形腔与两个钇铁石榴石球)的方案,通过选择性耦合和外部驱动实现磁振子纠缠与压缩,避免依赖弱Kerr非线性,为量子信息处理提供新方法。
2025-05-22 quant-ph
Entanglement enhancement of two different magnon modes via nonlinear effect in cavity magnomechanics
本研究提出腔磁力学中利用非线性效应增强两种不同磁振子模式纠缠的方案,结合微波参量放大与磁振子自克尔非线性提升纠缠强度和温度鲁棒性,为量子物理与量子信息研究提供支持。
2024-02-02 quant-ph
Magnon squeezing in the quantum regime
Zhejiang University(浙江大学);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院)
研究通过在毫米级钇铁石榴石球中实现反铁磁子压缩,利用强色散反铁磁子-超导量子比特耦合产生压缩反铁磁子态,展示了量子非线性反铁磁子学的基础。
2026-02-23 quant-ph
Temperature-anisotropy conjugate magnon squeezing in antiferromagnets
本研究针对单轴反铁磁材料中的双模磁振子态,揭示了温度诱导振幅压缩、各向异性导致相位压缩的共轭磁振子压缩效应,明确了两类因素对双模压缩的不同作用及各向异性削弱作用的有界性,给出了提升磁振子压缩因子的条件。
2023-07-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multistability and Self-Trapping in Cavity-Magnonic Dimer
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校);National University of Singapore(新加坡国立大学)
研究揭示了腔磁子双极在多稳态和非对称相中的量子特性,通过磁子自陷和量子保真度增强展示了非线性非平衡物理的实验平台。
2026-03-05 quant-ph
Nonreciprocal magnon blockade based on nonlinear effects
East China Jiaotong University(华东交通大学)
本文提出利用两个微波谐振腔和一个钇铁 garnet 球体构成的混合系统,通过非线性耦合实现非互易的非常规磁子阻塞,展示了非线性效应在单个磁子资源制备中的应用。
2026-04-28 quant-ph
Coupling Magnons to an Opto-Electronic Parametric Oscillator
本研究将光电振荡器与YIG磁子振荡器集成,实现磁子与光子模式的强相干耦合,展示反交叉间隙,为远程分布式混合磁子系统提供新平台。
2025-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Switchable Superradiant Phase Transition with Kerr Magnons
提出一种由单模腔、二能级系统和Kerr磁子组成的混合量子系统,通过Kerr磁子引入可调的AT抵消内在AT,从而在降低临界耦合强度的同时恢复被禁止的超辐射相变。
2023-09-13 quant-ph
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
Macroscopic distant magnon-mode entanglement via a squeezed drive
提出利用一维耦合腔阵列和局部压缩reservoir,在远程YIG磁子模式间生成鲁棒的双部分和三部分纠缠,对耗散和温度具抗性,可应用于量子信息处理与通信。
2024-12-20 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.optics
Kerr-magnon-assisted asymptotic stationary photon-phonon squeezing
提出混合腔磁机械系统中的Kerr磁振子辅助光子-声子压缩方案,通过有效哈密顿量与量子Langevin理论证明可获得超越稳定极限的渐近稳态压缩。
2025-01-09 quant-ph
Exponentially Enhanced Tripartite Coupling in Quantum Nonlinear Magnonics
Wenzhou University(温州大学);International Quantum Academy, Shenzhen(深圳国际量子学院)
本研究提出利用NV中心与Kerr磁子的三元耦合,通过指数增强的相互作用实现高效三元纠缠生成和噪声容忍的磁子阻塞。
2025-12-24 quant-ph
Hybrid Optomechanical Cooling with Kerr Magnons and Squeezed Vacuum
Wenzhou University(温州大学);International Quantum Academy(国际量子学院)
该研究提出基于含YIG球的混合光机械系统的冷却策略,利用克尔磁振子和压缩真空实现深度未分辨边带区的高效冷却,性能优于现有方案。
2026-08-21 quant-ph
A Wideband, Low-Noise Superconducting Amplifier with High Dynamic Range
放大器在电子产品中无处不在,在广泛的科学测量中发挥着重要作用。从用户的角度来看,理想的放大器具有非常低的噪声,工作频率范围宽,动态范围高,能够处理强信号,失真小。不幸的是,很难同时获得所有这些特性。例如,现代晶体管放大器提供多倍频程带宽和出色的动态范围。然而,它们的噪声仍然远远高于量子力学的不确定原理所设定的基本极限。参量放大器先于晶体管放大器并广泛应用于光学领域,它利用非线性响应将功率从强泵浦音调转移到弱信号。如果非线性是纯粹的反应,即。非耗散,理论上放大器噪声可以达到量子力学极限。实际上,微波频率超导约瑟夫森参量放大器确实接近量子极限,但通常是窄带的并且具有非常有限的动态范围。在本文中,我们描述了超导参量放大器,克服了这些限制。放大器非常简单,仅由在电介质衬底上的图案化金属膜组成,并且依赖于超导传输线的非线性动力学电感。我们测量了在11.56 GHz泵浦音调两侧超过2 GHz的增益,并将放大器在9.4 GHz处的3.4个光子的附加噪声上限。此外,动态范围非常大,可与微波晶体管放大器相比,并且该概念可应用于整个微波、毫米波和亚毫米波频带。
2012-01-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum drives produce strong entanglement between YIG samples without using intrinsic nonlinearities
我们展示了如何产生一个纠缠对的钇铁石榴石(YIG)样品中的腔磁振子系统,而不使用任何非线性,通常是非常弱的。这与传统观点相反,传统观点必然要求强克尔非线性。我们的核心思想是通过磁通驱动约瑟夫森参量放大器(JPA)产生的弱压缩真空场驱动腔,从而产生纠缠。两个YIG样品通过腔相互作用。对于适当的压缩值的泵,我们得到了显着的纠缠。这是我们计划的主要特点。我们用几种不同的量化标准讨论了宏观球之间的纠缠。我们显示了最佳的参数制度,获得纠缠,这是对温度的鲁棒性。我们还讨论了集体磁振子变量的压缩。
2019-07-11 quant-ph
Emergent spatiotemporal order and nonreciprocity in driven-dissipative nonlinear magnetic systems
Boston College(波士顿学院);Dartmouth College(达特茅斯学院)
研究通过驱动-耗散非线性磁系统实现非线性耗散驱动下的非互易传输和非平衡相变,揭示了时空对称破缺与非互易流的机制。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Kerr-induced nonreciprocal transparency and group delay in a hybrid cavity magnomechanical system
Ibnou Zohr University(伊本·佐赫尔大学);Princess Nourah bint Abdulrahman University(公主努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学);Umm Al-Qura University(乌姆古拉大学);Mohammed V University in Rabat(拉巴特穆罕默德五世大学);University of Bisha(比沙大学)
提出在包含两个YIG球和机械谐振器的混合腔磁力机械系统中,利用磁振子克尔非线性实现非互易透明、法诺共振和慢/快光。
2026-07-27 quant-ph
Quantitative imaging of nonlinear spin-wave propagation using diamond quantum sensors
The University of Tokyo(东京大学);Osaka University(大阪大学);Toho University(东海大学)
利用钻石量子传感器对两种不同自旋波弛豫率的钇铁石榴石薄膜中的非线性自旋波传播进行定量成像,揭示了自旋波振幅阈值及非线性效应的理论一致性。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetically induced Josephson nano-diodes in field-resilient superconducting microwave circuits
Physikalisches Institut, Center for Quantum Science (CQ)
研究开发了在强磁场下工作的非线性和可调谐超导微波电路,发现纳米缩窄量子干涉仪中的磁场诱导约瑟夫森二极管效应,提高了电路性能,并揭示了其在量子电路中的应用潜力。
2026-04-01 cond-mat.supr-con quant-ph