論文の概要: Large Quantum Delocalization of a Levitated Nanoparticle using Optimal
Control: Applications for Force Sensing and Entangling via Weak Forces
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.12260v2
- Date: Wed, 28 Jul 2021 13:54:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 21:56:26.062804
- Title: Large Quantum Delocalization of a Levitated Nanoparticle using Optimal
Control: Applications for Force Sensing and Entangling via Weak Forces
- Title（参考訳）: 最適制御による浮遊ナノ粒子の大規模量子非局在化:弱力による力センシングと絡み合いへの応用
- Authors: T. Weiss, M. Roda-Llordes, E. Torrontegui, M. Aspelmeyer, O.
Romero-Isart
- Abstract要約: 本研究では, 浮遊ナノ粒子の高調波ポテンシャルを最適に制御し, 中心質量運動状態を量子零点運動よりも大きい長さスケールのオーダーに量子的に非局在化する手法を提案する。
この高速ループプロトコルは、力覚を増強し、2つの弱い相互作用を持つナノ粒子の絡み合う速度を劇的に向上させることができる。
- 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: We propose to optimally control the harmonic potential of a levitated
nanoparticle to quantum delocalize its center-of-mass motional state to a
length scale orders of magnitude larger than the quantum zero-point motion.
Using a bang-bang control of the harmonic potential, including the possibility
to invert it, the initial ground-state-cooled levitated nanoparticle coherently
expands to large scales and then contracts to the initial state in a
time-optimal way. We show that this fast loop protocol can be used to enhance
force sensing as well as to dramatically boost the entangling rate of two
weakly interacting nanoparticles. We parameterize the performance of the
protocol, and therefore the macroscopic quantum regime that could be explored,
as a function of displacement and frequency noise in the nanoparticle's
center-of-mass motion. This noise analysis accounts for the sources of
decoherence relevant to current experiments.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 浮遊ナノ粒子の高調波ポテンシャルを最適に制御し, 中心質量運動状態を量子零点運動よりも大きい長さスケールオーダーに量子的に非局在化する手法を提案する。
ハーモニカポテンシャルのバンバン制御とそれを反転させる可能性を用いて、初期基底状態冷却された浮遊ナノ粒子は、大きなスケールにコヒーレントに膨張し、時間最適に初期状態に収縮する。
この高速ループプロトコルは、力センシングの強化や、2つの弱い相互作用するナノ粒子の絡み合い速度の劇的に向上に利用することができる。
我々は, ナノ粒子の中心運動における変位と周波数ノイズの関数として, プロトコルの性能, 従って探索可能なマクロ量子状態のパラメータ化を行う。
このノイズ分析は、現在の実験に関連するデコヒーレンスの原因となっている。
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