通过磁振子模式增强微波至光学的自旋量子转换

我们提出了一种基于磁性材料中自旋杂质将单微波光子转换为单光学边带光子的新方法。与先前的方案相比，该混合系统具有优势，因为 实现允许比现有技术设备高得多的转换速率（在相同的光学泵浦 Rabi 频率下快 $10^{3}$ 倍）， 发现高效转换发生在显著更大的器件参数空间中（特别是在超过 $1$ GHz 的微波失谐范围内），以及 它不需要光学和微波谐振器之间的模式体积匹配。我们确定了所需的磁相互作用以及使用铒掺杂物以实现电信兼容性来促成这种加速的潜在材料系统。这是实现远程量子比特之间高保真度纠缠操作的重要一步，并将通过磁体的微扰提供对转换的额外控制。