Сжатие микроволновых полей магнитострикционным взаимодействием
Работа показывает, что при температуре 200 милликельвин магнитомеханическая система резонатора может создавать микроволновые сжатые состояния с той же степенью сжатия, что и JPA (параметрические усилители Джозефсона). Это значительно снижает жесткие требования к температуре окружающей среды. Кроме того, для работы JPA требуется большая вспомогательная цепь, а резонаторная магнитомеханическая система значительно проще, что значительно удешевляет эксперимент. Статья опубликована в журнале National Science Review.
Магнитострикционное взаимодействие иттрий-железо-гранатовой сферы в резонаторной магнитомеханической системе подготавливает магнонную моду в сжатом вакуумном состоянии. Сжатие передается когерентно связанному полю микроволнового резонатора, тем самым создавая сжатое выходное поле микроволнового резонатора. Предоставлено: Science China Press.
Сжатые состояния электромагнитного поля находят множество важных приложений в квантовой информатике и квантовой метрологии. Д-р Цзе Ли и соавт. в Чжэцзянском университете предложили новый механизм приготовления вакуумных состояний с микроволновым сжатием с использованием магнитомеханической системы резонатора.
В частности, спиновая волна (магнонная мода), образованная большим числом спинов в ферримагнетике, связана с фононной модой деформационных колебаний ферримагнетика через магнитострикционную силу. Магнитострикционное взаимодействие является нелинейным эффектом, который может установить уникальную корреляцию между амплитудой и фазой магнонной моды. Эта корреляция может уменьшить квантовый шум магнонной моды, давая сжатый вакуум магнонной моды.
Из-за взаимодействия с переключением состояний между магнонами и микроволновыми фотонами резонатора мода резонатора также сжимается, что приводит к сжатому вакууму выходного поля микроволнового резонатора. В работе показано, что резонаторная магнитомеханическая система имеет некоторые преимущества по сравнению с наиболее широко используемым методом с использованием параметрических усилителей Джозефсона (JPA) при приготовлении сжатых микроволновых состояний. Рабочая температура JPA обычно составляет 10–20 милликельвинов.
Эта работа показывает, что при температуре 200 милликельвин магнитомеханическая система резонатора может создавать микроволновые сжатые состояния с той же степенью сжатия, что и JPA. Это значительно снижает жесткие требования к температуре окружающей среды. Кроме того, для работы JPA требуется большая вспомогательная цепь, а резонаторная магнитомеханическая система значительно проще, что значительно удешевляет эксперимент.
В работе представлен новый механизм и подход к приготовлению вакуумных состояний, сжатых микроволнами, которые найдут множество важных применений в обработке микроволновой квантовой информации и квантовой метрологии.
