論文の概要: Enhancing spin-phonon and spin-spin interactions using linear resources
in a hybrid quantum system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.07151v2
- Date: Thu, 17 Sep 2020 10:55:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-29 00:24:45.985034
- Title: Enhancing spin-phonon and spin-spin interactions using linear resources
in a hybrid quantum system
- Title（参考訳）: ハイブリッド量子系における線形資源を用いたスピンフォノンとスピンスピンの相互作用の促進
- Authors: Peng-Bo Li, Yuan Zhou, Wei-Bo Gao, and Franco Nori
- Abstract要約: ハイブリッド・スピン・メカニカル・セットアップは量子科学と技術のための汎用的なプラットフォームを提供する。
本研究では,スピンフォノンを指数関数的に増強する実験的に実現可能な簡便な手法を提案し,解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.341629408181271
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hybrid spin-mechanical setups offer a versatile platform for quantum science
and technology, but improving the spin-phonon as well as the spin-spin
couplings of such systems remains a crucial challenge. Here, we propose and
analyze an experimentally feasible and simple method for exponentially
enhancing the spin-phonon, and the phonon-mediated spin-spin interactions in a
hybrid spin-mechanical setup, using only \emph{ linear resources}. Through
modulating the spring constant of the mechanical cantilever with a
time-dependent pump, we can acquire a tunable and nonlinear (two-phonon) drive
to the mechanical mode, thus amplifying the mechanical zero-point fluctuations
and directly enhancing the spin-phonon coupling. Our method allows the
spin-mechanical system to be driven from the weak-coupling regime to the
strong-coupling regime, and even the ultrastrong coupling regime. In the
dispersive regime, this method gives rise to a large enhancement of the
phonon-mediated spin-spin interaction between distant solid-state spins,
typically\emph{two orders of magnitude larger} than that without modulation. As
an example, we show that the proposed scheme can apply to generating entangled
states of multiple spins with high fidelities even in the presence of large
dissipations.
- Abstract（参考訳）: ハイブリッドスピンメカニカルなセットアップは量子科学と技術に汎用的なプラットフォームを提供するが、スピンフォノンの改良やスピンスピン結合の改善は依然として重要な課題である。
本稿では, スピンフォノンとフォノンを介するスピン-スピン相互作用をハイブリッド・スピン・メカニカル・セットアップで指数関数的に拡張する実験可能な, 簡便な手法を提案し, 解析する。
メカニカルカンチレバーのバネ定数を時間依存ポンプで変調することにより、メカニカルモードへの可変および非線形(2フォノン)駆動を得ることができ、メカニカルゼロ点揺らぎを増幅し、スピンフォノンカップリングを直接強化することができる。
本手法では,スピン機械系を弱結合系から強結合系,超強結合系まで駆動することができる。
分散系では、この方法は、変調のないものよりも遠くの固体スピン(通常2桁大きい)とフォノンが媒介するスピンスピン-スピン相互作用を大きく向上させる。
例えば,提案手法は,大きな散逸が存在する場合でも,高忠実度を有する複数スピンの絡み合った状態の生成に適用可能であることを示す。
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