Российские ученые разработали и протестировали новую платформу для реализации сверхсильной фотон-магнонной связи. Система состоит из тонкопленочных гетероструктур на кристалле кремния. Результаты работы открывают доступ к новым возможностям в реализации квантовых технологий. Статья опубликована в журнале Science Advances.
За последние десять лет произошел значительный прогресс в разработке искусственных квантовых систем, исследованы различные платформы и их преимущества и недостатки. Следующий важный шаг в квантовой индустрии требует эффективного метода обмена информацией между квантовыми системами на разных платформах. Например, разрабатываются гибридные системы на основе коллективных спиновых возбуждений — магнонов. В них магноны должны взаимодействовать с фотонами, электромагнитными колебаниями. Однако связь между фотонами и магнонами очень слабая, что препятствует развитию подобных систем.
Ученые из МФТИ и МИСиС создали систему, в которой реализовано сверхсильное фотон-магнонное взаимодействие. «Мы сделали две подсистемы. В одной, представляющей собой сэндвич из тонких "пленок сверхпроводник / диэлектрик / сверхпроводник", фазовая скорость фотонов значимо снижается. В другой, также являющейся сэндвичем "сверхпроводник / ферромагнетик / сверхпроводник", сверхпроводящая близость на обеих границах раздела увеличивает коллективные собственные частоты спина. Высокие характеристики связи достигаются за счет подавления фазовой скорости фотона в электромагнитной подсистеме», — говорит соавтор исследования Василий Столяров.
Результаты работы позволят ускорить реализацию гибридных квантовых систем, а также откроют новые возможности в сверхпроводящей спинтронике и магнонике.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
