論文の概要: Single-photon-triggered spin squeezing with decoherence reduction in
optomechanics via phase matching
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.05692v2
- Date: Mon, 15 Nov 2021 03:09:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 05:28:04.794185
- Title: Single-photon-triggered spin squeezing with decoherence reduction in
optomechanics via phase matching
- Title（参考訳）: 位相マッチングによる光学系におけるデコヒーレンス低減を伴う単光子トリガースピンスクイージング
- Authors: Zhucheng Zhang, Lei Shao, Wangjun Lu, Yuguo Su, Yi-Ping Wang, Jing
Liu, and Xiaoguang Wang
- Abstract要約: オープンシステムにおけるデコヒーレンス低減を考慮した単一光子トリガースピンスクイーズの実現手法を提案する。
本システムでは,2次光学系にディックモデル(DM)を導入し,光子数によって操作される有効DMと等価であることを示す。
単一の光子によって引き起こされるフォノンモードのスクイーズがスピンアンサンブルに完全に移行できることを示し、スピンアンサンブルの対角絡みがスピンアンサンブルが存在する場合にのみ実現可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.254434775355999
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum spin squeezing is an important resource for quantum information
processing, but its squeezing degree is not easy to preserve in an open system
with decoherence. Here, we propose a scheme to implement
single-photon-triggered spin squeezing with decoherence reduction in an open
system. In our system, a Dicke model (DM) is introduced into the quadratic
optomechanics, which can be equivalent to an effective DM manipulated by the
photon number. Besides, the phonon mode of the optomechanical system is coupled
to a squeezed vacuum reservoir with a phase matching, resulting in that the
thermal noise caused by the environment can be suppressed completely. We show
that squeezing of the phonon mode triggered by a single photon can be
transferred to the spin ensemble totally, and pairwise entanglement of the spin
ensemble can be realized if and only if there is spin squeezing. Importantly,
when considering the impact of the environment, our system can obtain a better
squeezing degree than the optimal squeezing that can be achieved in the
traditional DM. Meanwhile, the spin squeezing generated in our system is immune
to the thermal noise. This work offers an effective way to generate spin
squeezing with a single photon and to reduce decoherence in an open system,
which will have promising applications in quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子スピンスクイージングは量子情報処理の重要な資源であるが、そのスクイージング度はデコヒーレンスを持つオープンシステムでは保存が容易ではない。
本稿では,オープンシステムにおけるデコヒーレンス低減を伴う単一光子トリガースピンスクイーズの実現手法を提案する。
本システムでは,2次光学系にディックモデル(DM)を導入し,光子数によって操作される有効DMと等価であることを示す。
また、オプトメカニカルシステムのフォノンモードを、位相整合により圧縮真空貯槽に結合することにより、環境によって生じる熱雑音を完全に抑制することができる。
単一の光子によって引き起こされるフォノンモードのスクイーズがスピンアンサンブルに完全に移行できることを示し、スピンアンサンブルの対角絡みがスピンアンサンブルが存在する場合にのみ実現可能であることを示す。
重要なことは,環境の影響を考慮すると,従来のDMで実現可能な最適のスクイーズよりも,より優れたスクイーズ度が得られるということだ。
一方、我々のシステムで発生するスピンスクイーズは、熱雑音に免疫がある。
この研究は、単一光子でスピンスクイーズを生成し、量子情報処理に有望な応用が期待できるオープンシステムにおけるデコヒーレンスを低減する効果的な方法を提供する。
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