超强耦合态下的片上磁子极化子

光与物质的相互作用是支撑量子技术的基础,涵盖从“量子信息处理”到“量子传感”的广泛领域。当光与物质耦合强度接近其共振频率时(即超强耦合区域),反共振(反向旋转)过程会引发不可忽视的基态量子纠缠——在此过程中光子与物质激子同时产生或湮灭。这种超强耦合为抗噪声量子纠缠提供了稳健平台,这对可靠量子技术至关重要。然而,抗磁效应通常会抵消反共振相互作用,阻碍诸如热平衡超辐射相变等新奇现象的产生。 该研究团队开发了一种基于超导谐振腔与铁磁薄膜的片上平台,通过集体磁偶极相互作用实现了超强磁子-光子耦合系统(磁子极化激元),显著规避了抗磁效应限制。实验观测到约60兆赫兹的显著布洛赫-西格特位移——这是反共振作用的直接证据,并发现随着远程磁子单元与单光子模式耦合数量的增加,有效耦合强度呈现协同增强。这种可扩展平台为探索反共振驱动的新奇量子现象搭建了桥梁,将自旋电子学与量子光学相融合,有望实现抗噪声的量子技术应用。

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