由来自莫斯科国立科技大学(NUST MISIS)和莫斯科物理技术学院(MIPT)的科学家组成的一个研究团队，他们开发并测试了一个可实现超强光子-磁振子耦合的新平台，这为量子技术的应用带来了新的机遇。该研究成果发布在近期《科学进展》杂志上。

该研究团队所设计的系统是一种片上系统(SoC)，它基于具有超导体、铁磁和绝缘体的异质薄膜结构。这一发明解决了过去10年来不同国家的研究团队都非常关注的一个问题。在过去的十年中，人工量子系统的发展取得了重大的进展。科学家们探索了不同体系的平台，每种平台都有自己的优缺点。而推进量子产业实现进一步发展的关键是需要一种有效的平台能在混合系统之间进行顺畅信息交换的方法。

这些方法可以在不同的平台中受益。例如，基于集体自旋激发或磁振子的混合系统。在这样的系统中，磁振子必须与光子相互作用，而驻留在谐振腔中的电磁波则是静止的。开发此类系统的主要限制因素是光子与磁振子之间的弱相互作用。由于它们大小不同，且遵循不同的色散规律。这种有一百倍或和更多倍的大小差异使它们的交互变得相当复杂。

MIPT的科学家和他们的同事们设法创建了一个具有所谓超强光子-磁振子耦合的系统。MIPT超导系统拓扑量子现象实验室副主任Vasily Stolyarov评论说：“我们创建了两个子系统。其中一个是超导体/绝缘体/超导体薄膜组成的夹层，光子通过该夹层速度会被减慢，它们的相速度降低。另一种是超导体/铁磁/超导体薄膜组成的夹层，这两个界面邻近的超导增强了集体自旋本征频率。由于抑制了光子的相速度，实现了超强光子-磁振子耦合在电磁振子系统中。”

NUST MISIS低温电子系统实验室负责人、高级研究员Igor Golovchanskiy解释说：“光子与磁振子的相互作用非常弱。我们设法创建了一个系统，在这个系统中，这两种类型的粒子进行着非常强烈的相互作用。在超导体的帮助下，我们大大减少了电磁谐振腔，这导致光子的相速度降低了一百倍，它们与磁振子的相互作用增加了几倍。”

这一发现将加速混合量子系统的研究，并为超导自旋电子学和磁振子学开辟新的可能性。（编译:Qtech）