論文の概要: Entanglement between Distant Macroscopic Mechanical and Spin Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.11310v1
- Date: Wed, 25 Mar 2020 10:41:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-27 22:57:27.536200
- Title: Entanglement between Distant Macroscopic Mechanical and Spin Systems
- Title（参考訳）: 遠方のマクロ力学系とスピン系の絡み合い
- Authors: Rodrigo A. Thomas, Micha{\l} Parniak, Christoffer {\O}stfeldt,
Chistoffer B. M{\o}ller, Christian B{\ae}rentsen, Yeghishe Tsaturyan, Albert
Schliesser, J\"urgen Appel, Emil Zeuthen, Eugene S. Polzik
- Abstract要約: 絡み合いは多部量子系の重要な性質である。
マクロと異種系の絡み合いの生成は、量子科学において進行中の取り組みである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement is a vital property of multipartite quantum systems,
characterised by the inseparability of quantum states of objects regardless of
their spatial separation. Generation of entanglement between increasingly
macroscopic and disparate systems is an ongoing effort in quantum science which
enables hybrid quantum networks, quantum-enhanced sensing, and probing the
fundamental limits of quantum theory. The disparity of hybrid systems and the
vulnerability of quantum correlations have thus far hampered the generation of
macroscopic hybrid entanglement. Here we demonstrate, for the first time,
generation of an entangled state between the motion of a macroscopic mechanical
oscillator and a collective atomic spin oscillator, as witnessed by an
Einstein-Podolsky-Rosen variance below the separability limit, $0.83 \pm
0.02<1$. The mechanical oscillator is a millimeter-size dielectric membrane and
the spin oscillator is an ensemble of $10^9$ atoms in a magnetic field. Light
propagating through the two spatially separated systems generates entanglement
due to the collective spin playing the role of an effective negative-mass
reference frame and providing, under ideal circumstances, a backaction-free
subspace; in the experiment, quantum backaction is suppressed by 4.6 dB. Our
results pave the road towards measurement of motion beyond the standard quantum
limits of sensitivity with applications in force, acceleration,and
gravitational wave detection, as well as towards teleportation-based protocols
in hybrid quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは多部量子系の重要な性質であり、空間的分離に関係なく物体の量子状態の分離性によって特徴づけられる。
ますますマクロ的かつ異質なシステム間の絡み合いの生成は、ハイブリッド量子ネットワーク、量子エンハンスドセンシング、量子理論の基本的限界の探索を可能にする量子科学において、進行中の取り組みである。
ハイブリッドシステムの格差と量子相関の脆弱性は、これまでマクロ的なハイブリッド絡みの発生を妨げてきた。
ここでは, 分離限界以下のアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン分散, $0.83 \pm 0.02<1$で観測された, マクロメカニカル発振器の運動と原子スピン発振器との絡み合った状態の発生を初めて示す。
機械発振器はミリメートルサイズの誘電体膜であり、スピン発振器は磁場中の10^9$原子のアンサンブルである。
2つの空間的に分離された系を伝播する光は、効果的な負質量参照系の役割を担う集団スピンによる絡み合いを生成し、理想的な状況下ではバックアクションフリー部分空間を提供する。
我々の研究結果は、力、加速度、重力波検出の応用と、ハイブリッド量子ネットワークにおけるテレポーテーションに基づくプロトコルによる感度の標準量子限界を超える運動の測定への道を開いた。
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