論文の概要: Multi-parameter Optimization for Ground-state Cooling of Mechanical Mode using Quantum Dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.14533v2
• Date: Mon, 18 Jul 2022 07:25:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-02 02:02:23.711535
• Title: Multi-parameter Optimization for Ground-state Cooling of Mechanical Mode using Quantum Dots
• Title（参考訳）: 量子ドットを用いたメカニカルモードの地中冷却のマルチパラメータ最適化
• Authors: Neelesh Kumar Vij, Meenakshi Khosla, and Shilpi Gupta
• Abstract要約: 量子ドットを用いたメカニカルモードの地中冷却のための多パラメータ最適化手法を提案する。 本手法は2種類の半導体量子ドット系に実装する。 提案手法は, 機械的モードに結合した他の駆動システムに容易に拡張できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9176056742068814
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cooling a mechanical mode to its motional ground state opens up avenues for both scientific and technological advancements in the field of quantum meteorology and information processing. We propose a multi-parameter optimization scheme for ground-state cooling of a mechanical mode using quantum dots. Applying the master equation approach, we formulate the optimization scheme over a broad range of system parameters including detunings, decay rates, pumping rates, and coupling strengths. We implement the optimization scheme on two major types of semiconductor quantum dot systems: colloidal and epitaxial quantum dots. These systems span a broad range of mechanical mode frequencies, coupling rates, and decay rates. Our optimization scheme lowers the steady-state phonon number in all cases by several orders of magnitude. We also calculate the net cooling rate by estimating the phonon decay rate and show that the optimized system parameters also result in efficient cooling. The proposed optimization scheme can be readily extended to other driven systems coupled to a mechanical mode.
• Abstract（参考訳）: メカニカルモードを運動基底状態に冷却すると、量子気象学と情報処理の分野における科学と技術の両方の進歩の道が開く。 量子ドットを用いたメカニカルモードの地中冷却のためのマルチパラメータ最適化手法を提案する。 マスター方程式の手法を適用することで、デチューニング、減衰率、ポンプ速度、結合強度を含む幅広いシステムパラメータに対して最適化スキームを定式化する。 本研究では,コロイドおよびエピタキシャル量子ドットの2種類の半導体量子ドット系の最適化手法を実装した。 これらのシステムは、幅広いメカニカルモード周波数、結合率、減衰率にまたがる。 我々の最適化手法は、全てのケースにおける定常フォノン数を数桁小さくする。 また, フォノン崩壊率を推定してネット冷却率を算出し, 最適化されたシステムパラメータが効率よく冷却することを示した。 提案手法は,機械的モードに結合した他の駆動システムに容易に拡張できる。

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