論文の概要: Extreme quantum nonlinearity in superfluid thin-film surface waves

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.13919v2
• Date: Tue, 10 Nov 2020 04:22:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 02:59:29.613204
• Title: Extreme quantum nonlinearity in superfluid thin-film surface waves
• Title（参考訳）: 超流動薄膜表面波の極端量子非線形性
• Authors: Yasmine L. Sfendla, Christopher G. Baker, Glen I. Harris, Lin Tian, Raymond A. Harrison and Warwick P. Bowen
• Abstract要約: 高濃度超流動膜は極めて非線形な機械共振器であることを示す。 我々は、現在最先端の非線形共振器より3桁大きい単フォノンシフトを予測する。 我々の研究は、極端な機械的非線形性への新たな経路と、機械的共振器を量子ビットとして使用する量子デバイスへの道を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7356129781648373
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We show that highly confined superfluid films are extremely nonlinear mechanical resonators, offering the prospect to realize a mechanical qubit. Specifically, we consider third-sound surface waves, with nonlinearities introduced by the van der Waals interaction with the substrate. Confining these waves to a disk, we derive analytic expressions for the cubic and quartic nonlinearities and determine the resonance frequency shifts they introduce. We predict single-phonon shifts that are three orders of magnitude larger than in current state-of-the-art nonlinear resonators. Combined with the exquisitely low intrinsic dissipation of superfluid helium and the strongly suppressed acoustic radiation loss in phononic crystal cavities, we predict that this could allow blockade interactions between phonons as well as two-level-system-like behavior. Our work provides a new pathway towards extreme mechanical nonlinearities, and towards quantum devices that use mechanical resonators as qubits.
• Abstract（参考訳）: 超流動超流動膜は極めて非線形な機械共振器であり,機械的量子ビットの実現の可能性を示している。 具体的には,ファンデルワールスと基板との相互作用により非線形性が導入された3重音表面波について考察する。 これらの波をディスクに閉じ込めることにより、立方体および四次非線形性の解析式を導出し、それらが導入する共鳴周波数シフトを決定する。 我々は、現在最先端の非線形共振器より3桁大きい単フォノンシフトを予測する。 超流動ヘリウムの極低発散と高音速結晶空洞の音響放射損失の強い抑制と組み合わせることで、フォノン間の遮断相互作用と2レベル系のような挙動が可能であることを予測した。 本研究は、機械共振器を量子ビットとして使用する量子デバイスに対して、極端に機械的非線形性へ向けた新しい経路を提供する。

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