論文の概要: Strong Long-Range Spin-Spin Coupling via a Kerr Magnon Interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.00452v3
• Date: Wed, 29 Jun 2022 01:57:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 04:41:05.888532
• Title: Strong Long-Range Spin-Spin Coupling via a Kerr Magnon Interface
• Title（参考訳）: カーマグノン界面による強い長距離スピンスピン結合
• Authors: Wei Xiong, Miao Tian, Guo-Qiang Zhang, and J. Q. You
• Abstract要約: 我々はイットリウム-鉄-ガーネットナノスフィアにおけるマグノンのカー効果を介して、2つの遠方スピン間の強い結合を実現する。 このナノスフィアにマイクロ波場を適用することで、マグノンのカー効果はマグノンのスクイーズを誘導することができる。 これによりスピン-マグノン距離はナノスケールからマイクロメートルスケールに増大する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.002161998741913
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Strong long-range coupling between distant spins is crucial for spin-based quantum information processing. However, achieving such a strong spin-spin coupling remains challenging. Here we propose to realize a strong coupling between two distant spins via the Kerr effect of magnons in a yttrium-iron-garnet nanosphere. By applying a microwave field on this nanosphere, the Kerr effect of magnons can induce the magnon squeezing, so that the coupling between the spin and the squeezed magnons can be exponentially enhanced. This in turn allows the spin-magnon distance to increase from nano- to micrometer scale. By considering the virtual excitation of the squeezed magnons in the dispersive regime, strong spin-spin coupling mediated by the squeezed magnons can be achieved, and a remote quantum-state transfer, as well as the nonlocal two-qubit ISWAP gate with high fidelity becomes implementable. Our approach offers a feasible scheme to perform quantum information processing among distant spins.
• Abstract（参考訳）: スピンベースの量子情報処理には、遠方スピン間の強い長距離結合が不可欠である。 しかし、そのような強いスピンスピンカップリングを達成することは依然として困難である。 ここでは,イットリウム-鉄-ガーネットナノスフィアにおけるマグノンのカー効果により,2つのスピン間の強結合を実現する。 このナノスフィアにマイクロ波場を適用することで、マグノンのカー効果はマグノンスクイーズを誘導し、スピンと圧縮したマグノンの結合を指数関数的に増強することができる。 これにより、スピン・マグノン距離をナノメートルからマイクロメートルまで拡大することができる。 分散系における圧縮マグノンの仮想励起を考慮し、圧縮マグノンを介する強いスピンスピンカップリングを実現し、高忠実性を有する非局所2量子ISWAPゲートと同様に、遠隔量子状態転送を実現する。 我々の手法は、遠方スピン間で量子情報処理を行うための実現可能なスキームを提供する。

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