論文の概要: Quantum magnonics: when magnon spintronics meets quantum information
science
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14241v2
- Date: Wed, 23 Mar 2022 09:49:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 11:49:11.190969
- Title: Quantum magnonics: when magnon spintronics meets quantum information
science
- Title（参考訳）: 量子マグノニクス:マグノンスピントロニクスが量子情報科学に出会ったとき
- Authors: H. Y. Yuan, Yunshan Cao, Akashdeep Kamra, Rembert A. Duine, Peng Yan
- Abstract要約: 我々は、マグノンと量子絡み合いの基本概念を概観し、マグノンの量子状態の生成と操作について議論する。
本稿では, マグノン系を空洞光子, 超伝導量子ビット, 窒素空洞中心, フォノンなどの量子プラットフォームに統合し, 絡み合わせる方法について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8812173669205371
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spintronics and quantum information science are two promising candidates for
innovating information processing technologies. The combination of these two
fields enables us to build solid-state platforms for studying quantum phenomena
and for realizing multi-functional quantum tasks. For a long time, however, the
intersection of these two fields was limited. This situation has changed
significantly over the last few years because of the remarkable progress in
coding and processing information using magnons. On the other hand, significant
advances in understanding the entanglement of quasi-particles and in designing
high-quality qubits and photonic cavities for quantum information processing
provide physical platforms to integrate magnons with quantum systems. From
these endeavours, the highly interdisciplinary field of quantum magnonics
emerges, which combines spintronics, quantum optics and quantum information
science.Here, we give an overview of the recent developments concerning the
quantum states of magnons and their hybridization with mature quantum
platforms. First, we review the basic concepts of magnons and quantum
entanglement and discuss the generation and manipulation of quantum states of
magnons, such as single-magnon states, squeezed states and quantum many-body
states including Bose-Einstein condensation and the resulting spin
superfluidity. We discuss how magnonic systems can be integrated and entangled
with quantum platforms including cavity photons, superconducting qubits,
nitrogen-vacancy centers, and phonons for coherent information transfer and
collaborative information processing. The implications of these hybrid quantum
systems for non-Hermitian physics and parity-time symmetry are highlighted,
together with applications in quantum memories and high-precision measurements.
Finally, we present an outlook on the opportunities in quantum magnonics.
- Abstract（参考訳）: スピントロニクスと量子情報科学は情報処理技術の革新に有望な2つの候補である。
これら2つのフィールドを組み合わせることで、量子現象の研究と多機能量子タスクの実現のための固体プラットフォームを構築することができる。
しかし、長い間この2つの分野の交差点は限られていた。
この状況は、マグノンを用いた情報のコーディングと処理が著しく進歩したため、ここ数年で大きく変化した。
一方、準粒子の絡み合いを理解し、量子情報処理のための高品質な量子ビットとフォトニックキャビティを設計することで、量子システムとマグノンを統合する物理プラットフォームを提供する。
これらの取り組みから、スピントロニクス、量子光学、量子情報科学を組み合わせた量子マグノニクスの高度な学際分野が出現し、マグノンの量子状態とその成熟した量子プラットフォームとのハイブリッド化に関する最近の研究の概要を概説する。
まず、マグノンと量子の絡み合いの基本概念を概観し、単一マグノン状態、圧縮状態、ボース・アインシュタイン凝縮やスピン超流動といった量子多体状態などのマグノンの量子状態の生成と操作について論じる。
本稿では,コヒーレント情報伝達と協調情報処理のためのキャビティフォトン,超伝導量子ビット,窒素空洞センタ,フォノンなどの量子プラットフォームとマグノニックシステムを統合・絡み合う方法について議論する。
これらのハイブリッド量子システムの非エルミート物理学とパリティタイム対称性に対する意味は、量子記憶や高精度測定における応用とともに強調される。
最後に,量子マグノニクスの機会について概観する。
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