Les physiciens créent une plate-forme pour réaliser un couplage photon-magnon ultra-fort


Les physiciens ont fait des photons des amis avec les magnons

Igor Golovchanskiy avec puce examinée dans les mains. Crédit photo : Andrey Zmeev, service de du MIPT

Une équipe de scientifiques du NUST MISIS et du MIPT a développé et testé une nouvelle plateforme le couplage photon-magnon ultra-fort. Le système proposé est sur puce et est basé sur des hétérostructures en couches minces avec des couches supraconductrices, ferromagnétiques et isolantes. Cette découverte résout un problème qui est à l’ordre du jour d’équipes de recherche de différents pays depuis 10 ans et ouvre de nouvelles possibilités dans la mise en œuvre des technologies quantiques. L’étude a été publiée dans la revue de haut rang Avancées scientifiques.

Des progrès significatifs ont été réalisés dans le développement de systèmes quantiques artificiels au cours de la dernière décennie. Les scientifiques explorent différentes plateformes, chacune avec ses propres avantages et inconvénients. La prochaine étape critique pour le développement ultérieur de l’industrie quantique nécessite une méthode efficace d’échange d’informations entre les systèmes hybrides de plates-formes qui pourraient bénéficier de différentes plates-formes. Par exemple, des systèmes hybrides basés sur des excitations collectives de spin ou des magnons sont en cours de développement. Dans de tels systèmes, les magnons doivent interagir avec des photons, des ondes électromagnétiques stationnaires qui sont piégées dans un résonateur. Le facteur limitant le plus important pour le développement de tels systèmes est l’interaction fondamentalement faible entre les photons et les magnons. Ils sont de tailles différentes et suivent des lois de dispersion différentes. Cette différence de taille de cent fois ou plus complique considérablement l’interaction.

Les scientifiques du MIPT, avec leurs collègues, ont réussi à développer un système avec ce que l’on appelle le couplage photon-magnon ultra-fort.

Vasily Stolyarov, directeur adjoint du laboratoire MIPT pour les phénomènes quantiques topologiques dans les systèmes supraconducteurs, a déclaré : « Nous avons créé deux sous-systèmes. Dans l’un, un sandwich de couches minces supraconducteur / isolant / supraconducteur, les photons sont ralentis et leur vitesse de est réduite.Dans un autre, qui est également un sandwich de couches minces supraconducteur / ferromagnétique / supraconducteur, la proximité supraconductrice aux deux interfaces augmente la Fréquences de spin naturelles collectives. Le couplage photon-magnon ultra-fort est obtenu dans le sous-système électromagnétique grâce à la vitesse de phase du photon supprimée. »

Les physiciens ont fait des photons des amis avec les magnons

Assemblage d’une puce supraconductrice sur un circuit imprimé. Crédit photo : Andrey Zmeev, service de presse du MIPT

Igor Golovchanskiy, chercheur principal, chercheur principal au laboratoire MIPT pour les phénomènes quantiques topologiques dans les systèmes supraconducteurs, directeur du laboratoire NUST-MISIS pour les systèmes électroniques cryogéniques, a déclaré : « Les photons interagissent très faiblement avec les magnons. Nous avons développé un système dans lequel ces deux types de stimuli interagissent très fortement. Avec l’aide de supraconducteurs, nous avons considérablement réduit la taille du résonateur électromagnétique. Cela a réduit de cent fois la vitesse de phase des photons et multiplié leur interaction avec les magnons. »

Cette découverte accélérera la mise en œuvre de systèmes quantiques hybrides et ouvrira de nouvelles possibilités en spintronique et magnétique supraconductrices.


Des scientifiques associent magnétisation et supraconductivité pour une découverte quantique


Plus d’information:
Igor A. Golovchanskiy et al., Couplage photon-magnon ultra-fort dans les hétérostructures multicouches à cohérence supraconductrice via des couches ferromagnétiques, Avancées scientifiques (2021). DOI : 10.1126 / sciadv.abe8638

Fourni par l’Université nationale des sciences et de la technologie MISIS

Citation: Les physiciens une plate-forme pour le couplage photon-magnon ultra-fort (2021, 21 juin), consulté le 21 juin 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-06-physicists-platform-ultra-strong-photon- à-magnon-couplage.html

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