删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
浙大物理学系 | 基于腔磁振子系统中多稳态的长时记忆效应和三值逻辑门
本站小编 Free考研考试/2022-01-01
近年,基于腔光子和磁振子相干或耗散耦合的腔磁振子系统引起人们的关注。磁振子可以用于微波和光频光子之间的相干转换,同时磁振子和超导量子比特之间的相干耦合和纠缠也已实现。耦合了自旋波量子、微波光子、光频光子、声子和超导量子比特的混合量子系统逐渐成型,成为未来构筑量子互联网络的一个重要平台。
近日浙江大学物理学系游建强教授、王逸璞研究员、李杰研究员组成的混合量子系统研究团队在腔磁振子系统中实现了腔磁振子极化激元的多稳态,基于三稳态实现了长时记忆和三值逻辑门。由于磁晶各向异性,磁振子模式可以等效为克尔型非线性谐振器。当磁振子模式被微波场驱动时,磁振子的激发数增加,克尔效应会导致磁振子模式频率移动。实验系统由两个钇铁石榴石(YIG)小球与三维微波谐振腔组成,两个YIG小球的磁振子模式分别与微波腔模实现相干强耦合。借助腔磁振子学系统的灵活可调谐性,通过精确调控系统参数,可使系统进入多稳态。其中多稳态通过极化激元频率移动观测,如图1(b)所示。多稳系统能够处于某个特定的稳态,与系统经历的驱动过程有关。通过对稳态弛豫的研究,发现了腔磁振子系统对驱动历史具有显著的长时间记忆效应。研究表明,记忆时间由各向异性场的弛豫时间决定,在该系统中可以接近数秒,远超磁振子模式的退相干时间,如图1(c)所示。最后,研究人员利用三个显著分离的稳态作为逻辑输出电平,构建了三值逻辑或门,逻辑输入态的选取和构造以及三值逻辑或门测试结果如图2所示。本项研究为基于腔磁振子学系统的信息存储和处理铺平了道路。
图1. (a) 实验装置图。(b) 上支极化激元的三稳态。(c) 极化激元中间稳态的记忆效应。
图2. (a) 三值逻辑或门输入态。(b) 三值逻辑或门测试结果。
另外,课题组近期还在另一类腔自旋耦合系统,即微波腔与顺磁自旋系综的耦合系统中观察到了奇异点,并用奇异点的特性证实了自旋系综的交叉弛豫效应。相关研究发表于《PRX Quantum》[Guo-Qiang Zhang#, Zhen Chen#, Da Xu, Nathan Shammah, Meiyong Liao, Tie-Fu Li*, Limin Tong, Shi-Yao Zhu, Franco Nori, and J. Q. You*, Exceptional Point and Cross-Relaxation Effect in a Hybrid Quantum System, PRX Quantum 2, 020307 (2021)]。
来源:浙江大学物理学系
相关话题/系统 逻辑 微波 光子 测试
南开大学研究团队在拓扑光子学领域再获新进展
拓扑光子学和非线性光学是光子学中两个非常活跃的研究领域。拓扑与物理的结合源自于凝聚态物理中对拓扑物态的研究,最初人们发现量子霍尔效应中整数倍的电导率其本质来源于系统能带结构的拓扑特性,最近拓扑的概念也拓展到光学中形成了新兴的拓扑光子学。光子拓扑绝缘体的实现使拓扑与物理学中不同领域的结合更加紧密,不断 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01复旦大学光子晶体课题组实现光束在垂直入射情况下的横向位移
复旦大学物理学系光子晶体课题组近期提出了利用光子晶体的动量空间偏振场和动量空间几何相位梯度操控光束实空间偏振依赖位移的新机制,并在实验上直接观测了垂直入射光束的线偏振依赖的横向移动。相关研究成果以“Shifting beams at normal incidence via controlling ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01大角度非视距紫外光语音传输通信系统的实现
紫外散射通信将信号加载在日盲紫外光后经大气信道进行传输,具有抗电磁干扰能力强、发射端与接收端无需严格对准的特点,适用于电磁静默环境下的灵活通信。为达到较高通信距离,紫外通信常使用激光器作为光源。然而目前文献报道的紫外光通信系统的搭建较为笨重,常使用分立的收发器件搭建实验平台,尽管得到了较高的传输速率 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01全柔性织物显示系统
复旦大学彭慧胜/陈培宁研究团队在新型织物显示系统方向取得进展,研究成果2021年3月10日以“Large-area display textiles integrated with functional systems”为题发表在Nature上,在国际上产生了较大反响;5月7日彭慧胜/陈培宁团队进一 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01应用表面物理实验室周磊课题组揭示自旋-轨道光子学中的拓扑诱导相变
近日,复旦大学物理学系/应用表面物理国家重点实验室周磊教授课题组系统研究了光学中的两类自旋-轨道耦合效应,建立了统一的物理图景来描述它们,发现二者这间存在有趣的“拓扑诱导相变”现象,并揭示了内在物理机制。相关研究成果以“Topology-Induced Phase Transitions in Sp ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01基于SPAD快速准确的光子模拟计数像素电路
单光子雪崩二极管(SPAD)因其具有高的灵敏度、皮秒级的时间分辨率,已成为单光子探测技术的首选器件,在近几年取得显著进展。它是一种特殊的物理器件,工作电压高于其击穿电压,当检测到光子时,探测器会产生一个脉冲信号,来描述光子的到达信息,它的反应速度非常快,所以在时间精度要求很高的测量领域是一个非常有用 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01低温下GaAs二维空穴系统从Efros-Shklovskii跳跃到激活输运的转变
本文讨论了在低温零磁场条件下,绝缘相中的跳跃电导率行为。对GaAs二维空穴体系在低温下从跳跃到激活输运的转变进行了理论研究,发现在该体系中,发生了Efros-Shklovskii变程跳跃(VRH)状态到激活状态的转变。这种p-GaAs量子阱中的电导率行为与局域电子相互作用理论中的基本定律在定性上相符 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01基于低速光学采样的高速光链路电光调制器和光电探测器的高频测试
光电子器件,如电光调制器和光电探测器,是光通信链路的核心器件。在高速宽带应用中,光电子器件频响特性直接决定光链路的性能,因此,对光电子器件频响参数的测试是器件表征和系统优化的基础。光电子器件频响特性参数测试可分为光学和电学两类方法。电光调制器光学测试一般采用光谱仪,受到波长分辨率限制,频率分辨率不高 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01硅光子集成回路中的混合材料集成
硅光子集成回路(PICs)广泛采用III-V族材料和铁电材料的混合集成来增强其功能。键合和转移印刷技术已成为III-V族增益介质与硅基PICs集成的常用方法。铁电材料研究领域也在考虑采用类似的方法来实现具有更大的RF调制带宽,更高的线性度,更低光损耗的单片集成光调制器。美国IMEC USA的Swap ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01基于绝缘体上薄膜铌酸锂的光子器件
近十年来,集成光子学的研究进展迅速。研究人员在硅和磷化铟等材料上建造了低损耗光波导、激光器、调制器、探测器,并实现了多功能器件的单片集成。这些集成光子芯片的优点是尺寸小、集成度高、功耗低,并且由于减少了链路损耗而获得高增益,同时能够实现更复杂的功能。然而,硅、磷化铟等材料自身存在一些缺陷,使得上述研 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01