腔自旋波混合系統(tǒng)中各向異性奇異點的實驗研究
發(fā)布時間：2021-11-19 08:00
近年來,隨著量子科學與技術的發(fā)展,不同種類混合量子系統(tǒng)被提出,其中包括自旋系綜和腔構成的混合系統(tǒng)。例如,以釔鐵石榴石（YIG）中Kittel模自旋波量子和微波腔中光子耦合的混合系統(tǒng)最近引起了廣泛的關注。由于腔自旋波量子系統(tǒng)具有較好的相干性和可調(diào)性,基于該系統(tǒng)的一些新穎物理現(xiàn)象在實驗上被實現(xiàn),比如腔自旋波量子的信息梯度存儲、腔自旋波電子學和腔自旋波量子系統(tǒng)中微波傳輸方向的調(diào)控等。此外,腔自旋波量子系統(tǒng)還可以與超導量子比特、聲子和光波段光子相互作用構造出其他一些有趣的物理系統(tǒng)。這有望建立以自旋波量子為核心,耦合其他物理系統(tǒng)的量子網(wǎng)絡平臺。奇異點現(xiàn)象存在于各種非厄米物理系統(tǒng)中。目前,國際上對光學系統(tǒng)和聲學系統(tǒng)中奇異點的性質(zhì)做了大量研究,但針對腔自旋波量子系統(tǒng)中奇異點性質(zhì)的研究還不多,尚無各向異性奇異點的研究。本論文關注腔自旋波量子系統(tǒng)的非厄米性質(zhì),在理論和實驗上研究其各向異性奇異點的特性。論文分為四章。第一章是緒論和研究進展,包括基本概念和研究背景介紹,并分析了不同自旋系綜在構建混合量子系統(tǒng)方面的優(yōu)勢與不足,以及國際上腔自旋波量子系統(tǒng)的研究進展。第二章針對腔自旋波量子系統(tǒng)如何構造非厄米的哈密...
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．２腔量子電動力學的參數(shù)空間圖［３９］
浙江大學碩士學位論文?第一章緒論和研究進展??實現(xiàn)了與磁通量子比特的相干耦合［５４＿５６］和量子信息存儲的實驗方案［５６＿５９］。在單個??Ｎ－Ｖ色心的實驗中，室溫下的相干時間可以達到秒量級。??Ｃａｖｉｔｙ?Ｃａｖｉｔｙ??ｏｐｔｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ?＾ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ??＼?＼ｍｏ＾ｅｓ／?〇?Ｉ?５??ｖ＾?Ｗ?Ｂ＊??令及＇，：、－?Ｖ、Ｙ??丨：爹?＿??Ｃａｖｉｔｙ?Ｑｕａｎｔｕｍ??ｍａｇｎｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ?ｍａｇｎｏｎｉｃｓ??圖１．３基于鐵磁晶體靜磁模集體激發(fā)的自旋波量子（白色部分）和不同物理系統(tǒng)之間通過不??同相互作用手段耦合在一起的示意圖［７５］。自旋波量子混合系統(tǒng)的基本實現(xiàn)方式是腔電動力??學，其中靜磁模和微波腔模之間的強耦合是通過單個自旋的磁偶極相互作用的集體增強實現(xiàn)??的（藍色部分）。靜磁模與量子比特之間的有效強耦合是通過在超導量子比特與微波腔模之??間的強電偶極耦合產(chǎn)生的（綠色部分）。在腔光磁效應中，磁光效應允許靜磁模式和光腔模??式之間的耦合，從而結合腔電磁，實現(xiàn)光學光子和微波光子之間的雙向轉(zhuǎn)換（紅色部分）。??在腔磁力系統(tǒng)中，鐵磁晶體的靜磁模式和機械模式的耦合是通過磁致伸縮力來完成的（紫色??部分）。強（弱）耦合區(qū)的相互作用顯示為粗體（細）箭頭；直接（間接）相互作用顯示為??實心（虛線）箭頭。??上一節(jié)提到過有效耦合強度，所以想要獲得系統(tǒng)較大的耦合強度??需要增加自旋的數(shù)目。而電子自旋的線寬和自旋密度有著十分密切的關系，隨著??自旋數(shù)目的增加由于不均勻展寬相干時間迅速變短，無法實現(xiàn)較大的耦合強度。??稀土摻雜的氧化物自旋系綜和有機物自旋系綜也都屬于順
ｉ?Ｉ?ｆ?－?０?Ｓ－??ｊｉ??１９０?１９５?２００?２０５?５．５５?５．６０?５．Ｂ５??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?（ｍＴ）?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ＧＨｚ）??（ｅ）?７．６０?ｐ??｜Ｒｅｆｌ．（ａ．ｕ．）（ｆ）?＾?［、＿?■?１?二?｜?°＊６？??｜７‘５８ｍ—Ｈ＼?ＥＳ：：ｓ??卜［＿ｉｉｋ?１?：｜ＡＳ�。妫�??２６０?２８５?２７０?２７５?〇?１００?２００?３００?４００?５００??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?（ｍＴ）?Ｔｉｍｅ?＿??圖１．４?（ａ）表示是自旋波量子（ｍ）和光子（ａ）耦合系統(tǒng)示意圖［６４］，其中ｇ表示的是系統(tǒng)的??耦合強度，心，＆分別表示的是自旋波量子和腔模的線寬。（ｂ）在該耦合系統(tǒng)中耦合強度和??各子系統(tǒng)耗散率之間的關系，決定了系統(tǒng)處在什么樣的耦合狀態(tài)。（ｃ）不同偏置磁場下的??ＭＩＴ光譜。（ｄ）在零失諧磁場下的ＭＩＴ共振反射譜。（ｅ）不同偏置磁場下的Ｐｕｒｃｅｌｌ效應反射??譜。（ｆ）兩個不同磁場強度Ｂ，（藍點）和＆（紅點）下腔能量的衰減曲線，實線是擬合曲線。插??圖表示的是在磁場強度氏（藍線）和氐（紅線）處的共振發(fā)射譜。??雖然他們先后實現(xiàn)了腔自旋波量子混合系統(tǒng)的強耦合效應，但是他們所采娶??的實現(xiàn)手段卻不相同。Ｚｈａｎｇ等人是在常溫條件下利用不同大小的微波腔實現(xiàn)的??７??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Theory of the magnon Kerr effect in cavity magnonics[J]. GuoQiang Zhang,YiPu Wang,JianQiang You. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2019(08)
[2]非厄米哈密頓量的物理意義[J]. 陳增軍,寧西京. 物理學報. 2003(11)
本文編號：3504623
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．２腔量子電動力學的參數(shù)空間圖［３９］
浙江大學碩士學位論文?第一章緒論和研究進展??實現(xiàn)了與磁通量子比特的相干耦合［５４＿５６］和量子信息存儲的實驗方案［５６＿５９］。在單個??Ｎ－Ｖ色心的實驗中，室溫下的相干時間可以達到秒量級。??Ｃａｖｉｔｙ?Ｃａｖｉｔｙ??ｏｐｔｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ?＾ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ??＼?＼ｍｏ＾ｅｓ／?〇?Ｉ?５??ｖ＾?Ｗ?Ｂ＊??令及＇，：、－?Ｖ、Ｙ??丨：爹?＿??Ｃａｖｉｔｙ?Ｑｕａｎｔｕｍ??ｍａｇｎｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ?ｍａｇｎｏｎｉｃｓ??圖１．３基于鐵磁晶體靜磁模集體激發(fā)的自旋波量子（白色部分）和不同物理系統(tǒng)之間通過不??同相互作用手段耦合在一起的示意圖［７５］。自旋波量子混合系統(tǒng)的基本實現(xiàn)方式是腔電動力??學，其中靜磁模和微波腔模之間的強耦合是通過單個自旋的磁偶極相互作用的集體增強實現(xiàn)??的（藍色部分）。靜磁模與量子比特之間的有效強耦合是通過在超導量子比特與微波腔模之??間的強電偶極耦合產(chǎn)生的（綠色部分）。在腔光磁效應中，磁光效應允許靜磁模式和光腔模??式之間的耦合，從而結合腔電磁，實現(xiàn)光學光子和微波光子之間的雙向轉(zhuǎn)換（紅色部分）。??在腔磁力系統(tǒng)中，鐵磁晶體的靜磁模式和機械模式的耦合是通過磁致伸縮力來完成的（紫色??部分）。強（弱）耦合區(qū)的相互作用顯示為粗體（細）箭頭；直接（間接）相互作用顯示為??實心（虛線）箭頭。??上一節(jié)提到過有效耦合強度，所以想要獲得系統(tǒng)較大的耦合強度??需要增加自旋的數(shù)目。而電子自旋的線寬和自旋密度有著十分密切的關系，隨著??自旋數(shù)目的增加由于不均勻展寬相干時間迅速變短，無法實現(xiàn)較大的耦合強度。??稀土摻雜的氧化物自旋系綜和有機物自旋系綜也都屬于順
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]Theory of the magnon Kerr effect in cavity magnonics[J]. GuoQiang Zhang,YiPu Wang,JianQiang You. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2019(08)
[2]非厄米哈密頓量的物理意義[J]. 陳增軍,寧西京. 物理學報. 2003(11)
本文編號：3504623
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