用于强自旋-自旋耦合的腔磁子-极化子接口

单量子比特间的强耦合对于量子信息科学和量子计算至关重要。然而，这仍然具有挑战性，特别是对于单固态量子比特。在此，我们提出一种混合量子系统，由弱耦合到金刚石中单个氮空位自旋的共面波导（CPW）谐振器以及持有Kerr磁子的钇铁石榴石（YIG）纳米球组成，以实现强长距离自旋-自旋耦合。通过对磁子施加强驱动场，Kerr效应可压缩磁子，从而CPW谐振器与压缩磁子之间的耦合呈指数增强，产生两种腔磁子-极化子，即高频极化子（HP）和低频极化子（LP）。当增强的腔-磁子耦合接近临界值（即LP频率变为零）时，自旋与HP完全解耦，而自旋与LP之间的耦合显著增强。在色散区中，由LP介导的强自旋-自旋耦合以可获得的参数得以实现。我们的提案表明，临界腔磁子-极化子是实现强自旋-自旋耦合并操控远程固态自旋的潜在接口。