一種新的資訊處理方法：透過開關電脈衝(底部為方波)來控制放大鏡(暗紅區)和微波光子(暗藍區)之間的相干資訊交換(黑色起伏線)。
新技術為改進經典和量子體制中的資訊傳輸鋪平了道路。
我們中的許多人每天都會穿過大門--進入和離開一個空間，比如花園、公園或地鐵。電子產品也有門。它們透過電訊號控制資訊從一個地方流向另一個地方。與花園門不同的是，這些門的開啟和關閉速度比眨眼的速度快很多倍。
美國能源部的科學家無名氏)阿貢國家實驗室和芝加哥大學Pritzker分子工程學院設計了一種獨特的方法，透過一種叫做電磁學的資訊處理來實現有效的門操作。他們的關鍵發現允許實時控制微波光子和磁強子之間的資訊傳輸。它將產生新一代的經典電子和量子訊號器件，可用於各種應用，如訊號交換、低功耗計算和量子網路.
“將自旋波和微波耦合在一起的訊號處理是一種高線行為。訊號必須保持連貫，儘管有可能使系統陷入不連貫狀態的耗散和其他外部影響。“張旭峰，奈米材料中心的助理科學家
微波光子是形成電磁波的基本粒子，例如無線通訊。巨頭是“自旋波”的粒子樣代表。也就是說，在某些磁性材料中發生的有序排列的微觀自旋的波狀擾動。
“許多研究小組正在將不同型別的資訊載體結合在一起進行資訊處理，“奈米材料中心的助理科學家張旭峰說。無名氏阿貢科學使用者設施辦公室。“這種混合系統將使實際應用在單一型別的資訊載體上是不可能的。“
“將旋轉波和微波耦合在一起的訊號處理是一種高線行為。“張補充道。“訊號必須保持連貫，儘管能量消耗和其他外部影響可能會使系統陷入不連貫狀態。“
相干門操作(對磁光相互作用的開啟、關閉和持續時間的控制)一直是混合巨磁力系統長期追求的目標。原則上，這可以透過快速調整光子和磁能之間的能級來實現。然而，這種調整依賴於改變裝置的幾何配置。這通常需要比Magnon壽命長得多的時間--按100納秒(百億分之一秒)。這種缺乏快速調諧機制的相互作用的放大子和光子，使它不可能實現任何實時的門控。
利用一種涉及能級調諧的新方法，該研究小組能夠在短於磁暴或光子壽命的週期內，快速地在軟磁態和光子態之間進行切換。這段時期只是10到100納秒。
“我們首先用電脈衝調諧光子和磁暴，使它們具有相同的能級。“張說。“然後，它們之間的資訊交換就開始了，並一直持續到電脈衝被關閉，這使磁暴的能級偏離了光子的能級。“
張說，透過這種機制，研究小組可以控制資訊的流動，使其全部在光子中，或者全部在岩漿中，或者在兩者之間的某個地方。這是透過一種新的裝置設計來實現的，它允許對控制磁暴能級的磁場進行納秒調諧。這種可調性允許所需的相干門操作。
本研究為電磁學研究指明瞭一個新的方向。最重要的是，所演示的機制不僅適用於經典的電子學模型，而且可以很容易地應用於處理量子Régime中的巨磁態。這為基於電磁學的訊號處理提供了機會。量子計算、通訊和感測。
