博科园：本文属于量子物理学类
由于量子容易受到周围环境的影响，因此量子相干性和量子状态容易受外部信号的影响而被破坏，外部信号中有可能包含测量电路内的热噪声和逆散射信号。 因此，研究人员打算开发能够实现非互信号传播的技术，这有助于阻止反噪声的不良影响。 新的研究提出了一种新的方法，加拿大马尼托巴大学动态自旋电子学团队的成员在混合量子系统中产生耗散耦合。 其研究成果发表在《物理评论快报》期刊上，这使非互信号传播具有相当高的隔离率和灵活的可控性。
参与这项研究的马尼托巴大学研究员zxdbg (音译)表示，我们对腔磁子中的非相互性的研究基于腔磁子电子学和混合量子系统相结合的研究领域，这为构建新的量子信息处理平台带来了希望。
【在这里添加了社团卡。 请看今天的顶级客户端】因为在过去的几十年里，量子技术领域的研究主要是探索子系统之间的干涉耦合机制，耗散耦合机制还没有被混合量子系统广泛考虑和利用。 但是，去年马尼托巴大学的同一组研究人员揭开了有趣的新耗散磁铁-光子耦合的面纱。 这个发现很快就给了我很多启发。 因为耗散耦合可以用来打破时间反转对称。 因为那是固有的散失特性。
据此，研究人员建立耗散耦合效应和相干耦合效应相结合的系统，实现非互易特性。 为了有助于量子信息技术的发展，新的研究开始研制线性状态下具有高隔离和低插入损耗的装置。 所创造的装置有两个重要的部件。 一个平面十字型微波回路和一个小钇铁石榴石(YIG )球体。 参与这项研究的马尼托巴大学博士JXdhmg(JinweiRao )说：“装置的结构相当于微波二极管，能够只向一个方向传播特定设计工作频率的微波。 平面交叉电路支持驻波的形成，是为了允许行波在其上流动而特别设计的。
通过将YIG球体放置在微波电路的上部，研究人员可以促进行波、驻波、磁自旋之间的合作相互作用。 这些相互作用可以使相干和耗散耦合效应随时间持续。 观察到这些耦合效应之间的相对相位取决于输入微波信号的传播方向。 值得注意的是，在开发的空洞磁子系统中，该微波信号产生了非相互性和单向不可见性。 研究人员还概述了相干耦合和耗散耦合之间干扰背后的一般物理原理，并开发了捕获的简单模型。 发现该模型准确地描述了在广泛的参数范围内收集的观测结果。
模型用不是埃尔米特悲伤的裙子量来描述，其中光子和磁振子激励之间的耦合强度是复数。 该耦合强度的实部表示相干耦合效应，虚部表示耗散耦合效应。 研究人员提出的模型表明，相干耦合类似于用弹性弹簧连接的两个机械摆之间的相互作用。 另一方面，耗散耦合类似于由阻尼器连接的两个摆之间的相互作用，在这种引入摩擦力、引起能量耗散而开发的非互易器件中，相干耦合和耗散耦合效应之间的相对相位被描述为相位项。 该相位项与输入微波信号的负载配置密切相关，干扰效应总是与串扰的作用相对应。
通常，a和b之间的干扰效果反映在a乘以b的数学项上，其可以来源于(AB )的平方。 相干和耗散耦合的交叉项来源于杂耦合强度的平方项，表现在透射系数上。 该研究最先介绍了在空腔磁系统中产生耗散耦合的方法之一。 使用这种新方法，研究人员可以在耦合系统中实现非互易性，其方法也可以扩展到其他物理系统和不同频率范围的耦合。 相干键和耗散键之间的相互作用被认为是耦合系统中相当普遍的现象，因此该方法可以启发其他物理领域的进一步研究。 另外，我们发现，虽然开发的设备非常简单，但包含并展示了新的物理效果。
c4740a04beb1987f32234?from=pc">在此之前，相干耦合是研究的热点领域，尽管一些物理学家也在选择领域研究耗散耦合。然而，这些形式的耦合通常是独立研究的，因为它们被认为控制着它们自己独特的物理规律。研究发现，当这两种形式的耦合在同一系统中组合时，就会发生不寻常的反应，实验首次系统地演示了腔磁系统中出现的特殊物理现象。马尼托巴大学动态自旋电子学团队新开展的工作，通过概述混合量子系统中耗散光子-磁振子耦合的动力学，为量子技术的发展开辟了一条新道路。
模型所勾勒出的非互易物理动力学最终可以为不同功能微波器件的设计提供信息，这些器件具有许多可能的应用，包括隔离器、环行器、传感器和切换器。马尼托巴大学动态自旋电子学研究组负责人xwdzt博士(Dr.Can-ming Hu)说：作为第一步，研究小组现在专注于发明一种小型化的便携式微波隔离器，其技术性能可能超过市面上可买到的产品。发展量子信息技术的国际社会对这种装置的需求很高，很多国家正在投入巨资，继续研究这种新腔体自旋电子学的道路，前景非常光明。
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参考期刊《物理评论快报》
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.127202
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