混合量子系统中囚禁电子与磁振子的非线性三体耦合

相干非线性三体相互作用对于推进混合量子系统中的量子模拟和信息处理至关重要，但它们在实验上仍具有挑战性，且尚未得到全面探索。在这里，我们预测了一种在单个囚禁电子和附近微磁体组成的混合系统中的非线性三体耦合机制。此处的三体耦合利用了电子的内禀电荷（运动）自由度和自旋自由度与微磁体的磁振子模式之间的相互作用。由于电子零点运动具有较大的空间范围，我们证明可以在单量子层面获得可调谐且强的自旋-磁振子-运动耦合，两个声子可以同时与单个自旋和磁振子激发相互作用。这使得磁振子能够介导两个电子不同自由度之间的耦合，可用于快速制备少体纠缠态。该方案可以利用囚禁电子和量子磁振学领域已成熟的技术轻松实现，并可能通过引入一个 versatile 平台来探索多体相互作用和非经典态生成，为量子模拟和混合量子信息处理开辟新途径。