マイクロ波から光への変換：磁気静的モードと調整可能な光共振器の使用

量子コンピューティング、量子通信、及び量子ネットワークは、異なる周波数領域で動作するハイブリッド量子システムに依存しています。例えば、超伝導キュービットはギガヘルツ範囲で動作しますが、通信に使用される光子は数百テラヘルツの範囲にあります。大きな周波数ミスマッチのため、異なる情報キャリア間での直接的な結合と情報交換を達成することは、一般的には困難です。したがって、異なる周波数で動作する量子システム間の情報リンクを確立するブリッジとして機能する量子インターフェースが求められています。最近、フェローマグネティックスピンシステムにおけるマグノンモードが注目を集めています。マグノンを使用したマイクロ波から光子への変換効率は、本質的な弱い光マグノニック結合強度によって制限されますが、マグノンモードの多様性と他の量子システムとの強い結合を容易に実現できることにより、多くの独自の利点を持っています。ここでは、調整可能な自由スペクトル範囲を持ち、二つのマイクロ波共振器構成における異なる種類の磁気静的モードを採用することによって、マグノンベースのマイクロ波-光インターフェースを実現します。パラメータを最適化することで、内部変換効率1.28 x 10^-7が達成されます。マイクロ波から光への変換に対する様々なパラメータの影響を分析します。この研究は、マグノンを使用したマイクロ波から光への変換効率をさらに向上させるための有益な指針と洞察を提供します。