論文の概要: Magnon-assisted photon-phonon conversion in the presence of the
structured environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.05642v2
- Date: Thu, 8 Apr 2021 04:25:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 12:00:44.156647
- Title: Magnon-assisted photon-phonon conversion in the presence of the
structured environments
- Title（参考訳）: 構造環境存在下でのマグノン支援フォトン・フォノン変換
- Authors: Shi-fan Qi and Jun Jing
- Abstract要約: 量子変換またはインタフェースは、量子情報処理と量子状態工学において最も顕著なプロトコルの1つである。
マイクロ波光モード, 駆動マグノンモード, 機械振動モードからなるハイブリッド磁気機械システムにおける光子フォノン変換プロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum conversion or interface is one of the most prominent protocols in
quantum information processing and quantum state engineering. We propose a
photon-phonon conversion protocol in a hybrid magnomechanical system comprising
a microwave optical mode, a driven magnon mode and a mechanical-vibrating mode.
The microwave photons in the optical cavity are coupled to the magnons by the
magnetic-dipole interaction, and the latter are coupled to the mechanical
phonons by the magnetostrictive interaction. With strong photon-magnon
interaction and strong driving on magnon, an effective Hamiltonian is
constructed to describe the conversion between photons and phonons nearby their
resonant point. The cavity-magnon system can then play the role of a quantum
memory. Moreover, the faithfulness of the photon-phonon conversion is estimated
in terms of fidelities for state evolution and state-independent transfer. The
former is discussed in the Lindblad master equation taking account the leakages
of photon, phonon and magnon into consideration. The latter is derived by the
Heisenberg-Langevin equation considering the non-Markovian noise from the
structured environments for both optical and mechanical modes. The
state-evolution fidelity is found to be robust to the weak leakage. The
transfer fidelity can be maintained by the Ohmic and sub-Ohmic environments of
the photons and is insensitive to the $1/f$ noise of the phonons. Our work thus
provides an interesting application for the magnon system as a photon-phonon
converter in the microwave regime.
- Abstract（参考訳）: 量子変換またはインタフェースは、量子情報処理および量子状態工学における最も顕著なプロトコルの1つである。
本稿では,マイクロ波光モード,駆動型マグノンモード,機械振動モードからなるハイブリッドマグノメカニクスシステムにおける光子-フォノン変換プロトコルを提案する。
光共振器内のマイクロ波光子は磁気双極子相互作用によりマグノンに結合し、後者は磁歪相互作用により機械フォノンに結合する。
強い光子-マグノン相互作用とマグノンの強い駆動により、有効ハミルトニアンは共鳴点付近の光子とフォノンの変換を記述するために構築される。
キャビティ-マグノン系は量子メモリの役割を担うことができる。
さらに、フォトンフォノン変換の忠実度は、状態進化と状態非依存移動の忠実度の観点から推定される。
前者はフォトン,フォノン,マグノンの漏洩を考慮したlindbladマスター方程式で議論されている。
後者は、光学モードと機械モードの両方の構造化環境から非マルコフノイズを考慮したハイゼンベルク・ランゲヴィン方程式によって導かれる。
状態進化の忠実さは、弱い漏れに対して堅牢である。
転送忠実性は光子のオーミックおよびサブオーミック環境によって維持され、フォノンの1/f$のノイズに影響を受けない。
本研究は、マイクロ波系におけるフォトンフォノンコンバータとしてのマグノン系への興味深い応用を提供する。
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