(a)自旋-磁子-声子耦合模型图 (b)三种可能的实现方案
基于金刚石NV center电子自旋和磁机械装置的自旋-磁子-声子强耦合体系实现了三种基本性质截然不同的自由度的直接相互作用,并通过电驱动控制和增强该相互作用,具有潜在的应用价值和重要的科学意义。例如,可以方便地实现真三体纠缠,这为相关量子技术的应用提供了便利。该研究为实现单量子水平自旋-磁子-声子三体强耦合奠定了基础,有望在基于固态电子自旋的多自由度量子器件以及量子信息领域中获得重要应用。
西安交通大学物理学院为该论文第一完成单位和通讯单位,博士生黑鑫磊、潘雪峰分别为论文第一作者和第三作者,李蓬勃教授为论文通讯作者。参与此工作的还有日本理化学研究所的Franco Nori教授。
近年来,李蓬勃教授课题组开展了新型量子体系的物理机制等基础性研究,提出了基于内禀磁耦合、双声子参量驱动、空间相位调制等方法增强(实现)自旋-声子(手性)相互作用的新机制,解决了单固态自旋量子比特与单声子强(手性)相互作用的难题。同时,基于自旋-磁子相互作用,提出了增强(实现)单量子水平自旋-光子耦合、自旋-磁子-声子三体相互作用等新理论方案,为构建强耦合条件下的混合量子系统开辟了新的途径。课题组在物理科学领域代表性期刊Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev. A、Phys. Rev. Applied和Phys. Rev. Research等发表了一系列重要论文。
文章链接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.130.073602
李蓬勃教授课题组链接:http://gr.xjtu.edu.cn/web/lipengbo