张旭峰，电气与计算机工程教授，在伊根研究中心从事非线性光子器件和量子光学
量子计算机有一个尴尬的社交障碍：它们不太会聊天。
不是不想聊，是不知道怎么聊。今天的量子处理器大多被困在各自的稀释制冷机里，用超导电路或离子阱处理信息，但想把一个量子态从这台机器传到那台机器，却极其困难。光子是常用的信使，但光子与超导量子比特的耦合效率低，转换损耗大。微波信号可以直接传输，但距离一长就衰减得所剩无几。
东北大学电气与计算机工程教授张旭峰有一个不同的想法：用磁铁来当翻译官。
他研究的不是普通的磁铁，而是一种叫磁振子的量子准粒子。磁振子是磁性材料中电子自旋的集体波动——当镍或铁这样的材料里的电子自旋受到扰动时，这种扰动会像波一样在材料中传播，但它不搬运电荷。
“没有电荷移动，就没有欧姆损耗。”张旭峰在接受东北大学新闻采访时说，“欧姆损耗是现代电子学最大的敌人。你的CPU为什么会发热？就是因为电能变成了无用的热。”
磁振子波不产生焦耳热，理论上可以在极低功耗下传输信息。更妙的是，磁振子几乎可以和任何东西耦合：微波、声波、光波、超导量子比特。它像一个天生的“多语言翻译”，能在不同量子平台之间架桥。
混合系统：让每种波做自己最擅长的事单独使用磁振子有一个问题：它的应用场景有限，主要停留在研究领域。张旭峰团队的策略是混合。
“我们设计新器件，是为了增强磁铁、光和声波之间的相互作用，并且能按需控制这些相互作用。”他解释说。
声波在手机里已经用了很多年——声表面波滤波器能干净地滤掉通话中的干扰频率，但它有一个缺点：调谐困难。你做好一个滤波器，它的中心频率就固定了，想改就得重新设计。
磁振子恰好相反：它非常容易调谐。改变外加磁场，就能改变磁振子的频率和传播特性。把磁振子和声波结合，就能做出既窄带又可调的滤波器——这是5G/6G通信和量子微波电路都梦寐以求的组件。
张旭峰团队最近在《物理评论快报》上发表了一项工作，用Floquet工程实验实现了合成磁振子晶格。简单说，他们用周期性驱动把原本均匀的磁性材料变成了一种人工晶格，磁振子在其中传播时表现出类似电子在晶体中的能带行为。这为设计可编程的磁振子电路打开了大门。
另一篇挂在arXiv上的论文则展示了超宽带频率梳的生成——在强双稳态非线性磁振子谐振腔中，单个频率的输入可以产生一系列等间距的频率分量。频率梳是精密测量和光通信的核心工具，在磁振子平台上实现它，意味着磁振子系统可以处理更复杂的信息编码。
量子计算机的“社交网络”这些技术最让人兴奋的应用，是连接不同类型的量子计算机。
“目前，量子计算机之间没有太多好的通信方式。”张旭峰说，“我们希望用磁铁连接不同种类的量子计算机。”
今天的量子计算平台五花八门：超导量子比特速度快，但需要毫开尔文极低温；离子阱保真度高，但操作慢；中性原子扩展性好，但读出困难；光子适合通信，但逻辑门难做。每种平台都有自己的方言，彼此无法直接对话。
磁振子可以作为通用接口。它可以在一个平台上接收量子态，转换成自己的语言（自旋波），传输到另一个平台，再转换成对方能听懂的形式。整个过程不需要电荷移动，噪声极低，而且磁振子的频率可以通过磁场连续调节，匹配各种量子比特的工作频率。
这就像给量子计算机装上了一张“无线网卡”。不需要拆开机器，不需要复杂的光电转换，只需要一片磁性薄膜，就能让超导量子比特和离子阱量子比特开始交换信息。
不止于量子计算张旭峰强调，这些技术有更广泛的应用。
手机信号接收、MRI成像精度、甚至暗物质探测——都可能受益。MRI机器依赖射频波与原子核自旋的共振，而磁振子器件可以产生更纯净、更可控的射频场。暗物质探测实验需要极低噪声的量子传感器，磁振子混合系统可能提供一种新的探测通道。
“我们希望用磁铁连接不同类型的量子计算机。”张旭峰说。但即使量子计算机的互连还需要多年才能实现，磁振子技术已经在经典微波和声波器件中展示出可调谐、低损耗的优势。
从一片镍铁薄膜里自旋的集体舞动，到未来量子互联网的通用接口，磁振子正在从凝聚态物理的冷门角落，走向信息技术的中心。它不搬运电荷，不产生热量，却可能成为量子世界最需要的那个“社交达人”。
论文信息Yu Jiang et al., Generation of Ultra-Broadband Frequency Comb in Strongly Bistable Nonlinear Magnonic Resonator, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.22915Amin Pishehvar et al., Experimental Realization of Synthetic Magnonic Lattice via Floquet Engineering, Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/jtpv-d5k6