宏观自旋系统中单磁子的量子调控

非经典量子态是量子系统区别于其经典对应物的关键特征。然而，在宏观自旋系统中生成并相干调控量子态仍是一项重大挑战。在此，我们通过微波腔将宏观自旋系统（即直径约 1 mm 的钇铁石榴石球）与超导量子比特耦合，实验演示了其中单磁子的量子调控。借助 Autler-Townes 效应原位调谐量子比特频率，我们操控该单磁子生成其非经典量子态，包括单磁子态以及单磁子与真空的叠加态。此外，我们通过 Wigner 层析确认了这些非经典态的确定性生成。我们的实验报道了宏观自旋系统中非经典量子态的首次确定性生成，并为探索其在量子工程中的广阔应用铺平了道路。