基于磁致伸缩效应，制备微波场的压缩态 | NSR

以下文章来源于中国科学杂志社 ，作者《国家科学评论》

在近期发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）的文章中，浙江大学物理学院李杰研究员等提出铁磁体中的非线性磁致伸缩效应可降低磁振子和电磁场的量子噪声，并在理论上阐明，该机制可用于制备微波场的压缩真空态。

电磁场的压缩态在量子信息处理及量子计量学中有许多的重要应用。李杰研究员等提出了一种基于腔磁力系统制备微波压缩真空态的新机制：铁磁体中大量自旋形成的自旋波（磁振子模式）通过磁致伸缩效应与铁磁体形变振动的声子模式建立耦合；该磁致伸缩是一种非线性效应，它可以在磁振子的振幅和相位间建立起一种独特的关联；该独特关联可用于降低磁振子及与其耦合的微波腔场的量子噪声，从而获得微波腔输出场的压缩真空态。

腔磁力系统制备微波压缩态的原理：腔磁力系统中亚铁磁材料钇铁石榴石（YIG）小球的磁致伸缩效应将磁振子制备于压缩真空态，该压缩转移给与之相干耦合的微波腔场，进而获得压缩的微波腔输出场。

理论结果表明，与目前主流的约瑟夫森参量放大器相比，腔磁力系统在制备微波压缩方面具有一定优势：

大幅度降低对环境温度的严苛要求。约瑟夫森参量放大器的工作温度通常在10-20 毫开尔文的极低温度，而该工作表明，在200毫开尔文的环境温度，腔磁力系统便可产生与约瑟夫森参量放大方法压缩度接近的微波压缩。

大幅度降低实验成本。约瑟夫森参量放大器的运行需要很大的辅助电路，而腔磁力系统要简约得多，从而降低成本。

该工作为微波压缩态的制备提供了新的机制和途径，在微波段量子信息处理及量子计量等领域有潜在应用前景。

转自：“知社学术圈”微信公众号

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