耗散耦合腔磁系統中極化子的量子特性

李欣悅, 歐孝飛, 董婷婷, 佟雨潞, 朱愛東

( 延邊大學 理學院, 吉林 延吉 133002 )

0 引言

由于釔鐵石榴石(yttrium iron garnet,YIG)具有較高的自旋密度和較低的阻尼率,易于實現不同模式之間的強耦合(甚至超強耦合),因此其適合作為量子信息的載體,同時其也為研究量子的糾纏[1]、壓縮[2]、雙穩[3]和阻塞[4]等非經典效應提供了一個新的平臺.2018年,Harder等[5]發現了一種由腔楞次效應引起的耗散磁振子-光子耦合現象,并提出了一種控制相干和耗散磁振子-光子耦合的方法;Xu等[6]從控制耦合機制的角度研究了由腔介導的2個磁子之間的遠距離相互作用,并研究了2個釔鐵石榴石球在腔中不同位置(分別對應于相干耦合或耗散耦合)時磁振子和腔模之間的間接耦合強度與頻率失諧的關系.Wang等[7]和Guan等[8]分別提出了一種磁振子與光子之間通過熱庫發生間接耦合的方案.受以上研究的啟發,本文構建了一個包含光子和磁振子模的非厄米腔磁系統,并研究了相干耦合、耗散耦合以及不同相位對哈密頓本征能譜的影響.

1 系統模型與哈密頓量

圖1為系統模型的示意圖.其中:左圖為磁振子與微波腔組成的腔磁學系統的物理模型,該系統的微波電路可以同時支持駐波(相干耦合)和行波(耗散耦合),且通過改變YIG球的位置可以調節系統的耗散耦合和相干耦合強度.右圖是系統內部相互作用的示意圖,它表示微波腔模與磁振子模通過一個共同熱庫發生間接耗散耦合.本文將系統置于溫度為……