科学家们在量子和经典信息处理方面有了重大发现

调谐光子 - 镁元相互作用

调谐的Photon-Magnon相互作用。团队的设备位于中心。箭头表示摩擦振荡的方向。紫色护罩代表反射测量。在顶部相交的每一侧的分离的较深线表示可调谐强光子 - Magnon耦合。信贷:氩气国家实验室

科学家们驯服了光子-马努子相互作用。

与理论家合作芝加哥大学“美国能源部的研究人员Pritzker Sondular Engineering学院(DoE)argonne国家实验室已经实现了一个科学的控制,这是一个善良的控制。它们展示了一种新颖的方法,允许实时控制微波光子和振荡器之间的相互作用,可能导致电子设备和量子信号处理的进步。

微波光子是形成我们用于无线通信的电磁波的基本颗粒。另一方面,隆起是形成科学家称之为在某些磁性材料中的有序的微观对齐旋转阵列中的“自旋波” - 波状扰动的基本颗粒。

“在我们发现之前,控制光子-马努子的相互作用就像向空中射箭一样。一旦箭飞起来,人就完全无法控制它了。”- - -张旭峰,美国阿贡纳米材料中心助理科学家

微波光子-磁magnon相互作用是近年来在经典信息处理和量子信息处理方面出现的一个很有前途的平台。然而,直到现在,这种互动被证明是不可能被实时操纵的。

“在我们发现之前,控制光子 - 奖金互动就像射击箭头进入空中,”南级材料中心助理科学家徐丰张说,Argonne的DoE用户设施以及这项工作的相应作者。“在飞行中,人们在那里没有控制。”

球队的发现改变了这一点。“现在,它更像是驾驶无人机,我们可以在那里指导和控制它的飞行,”张说。

通过智能工程,该团队利用一个电信号周期性地改变磁振子的振动频率,从而诱导有效的磁振子-光子相互作用。其结果是有史以来第一个具有按需可调的微波-磁振子装置。

该团队的装置可以控制Photon-Magnon相互作用的强度,因为信息在光子和摩根之间转移。它甚至可以打开和关闭互动。通过这种调整能力,科学家们可以以远远超过当地混合动力磁力装置来处理和操纵信息。

“在过去的几年里,研究人员一直在寻找一种控制这种互动的方法,”张说。该团队的发现为基于磁龙的信号处理开辟了一个新方向,并将带来具有新功能的电子设备。它也可能使量子信号处理的重要应用成为可能,微波-磁振子相互作用被认为是在不同量子系统之间传递信息的一种有希望的候选。

参考:“Floquet洞穴电磁铁”由景旭,长春中,徐汉,Dafei Jin,Liang Jiang,以及徐丰张,10月1日,物理评论快报
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.237201

美国能源部基础能源科学办公室支持了这项研究,该研究发表在P各评论快报。除了章子怡,作者还包括徐静、钟长春(芝加哥大学)、韩旭、金大飞和江亮(芝加哥大学)。

是第一个评论论“科学家在量子与经典信息处理中的关键性发现”

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