論文の概要: Quantum parameter estimation of nonlinear coupling in trilinear
Hamiltonian with trapped ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.12487v1
- Date: Thu, 23 Dec 2021 12:27:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-03 18:00:24.593546
- Title: Quantum parameter estimation of nonlinear coupling in trilinear
Hamiltonian with trapped ions
- Title（参考訳）: トラップイオンを持つトリリニアハミルトニアンにおける非線形結合の量子パラメータ推定
- Authors: Peter A. Ivanov
- Abstract要約: 線形イオン結晶における相互クーロン反発により誘導される集合軸流呼吸モードと放射ロッキングモードとの非線形結合を効率的に測定する方法を提案する。
量子センシング技術は、振動モードの1つと内部イオンのスピン状態の間のレーザー誘起結合に基づいている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: I propose an efficient method for measuring non-linear coupling between the
collective axial breathing mode and the radial rocking mode induced by the
mutual Coulomb repulsion in linear ion crystal. The quantum sensing technique
is based on the laser induced coupling between one of the vibrational modes and
the internal ion's spin states which allows to estimate the non-linear coupling
either by measuring the phonon probability distribution or directly be
observing the Ramsey-type oscillations of the ion spin states. I show that due
to the presence of non-linear phonon coupling the off-resonance interaction
between the ion spin states and the axial breathing mode leads to
spin-dependent phonon squeezing of the radial rocking mode. Thus the non-linear
coupling can be estimated by measuring population distribution of the motional
squeezed state. Furthermore, I show that the off-resonance interaction between
the spin and the radial rocking mode creates a spin-dependent beam splitter
operation between the two vibrational modes. Thus, the parameter estimation can
be carried out by detecting the ion spin populations. Finally, I show that the
measurement uncertainty precision can reach the Heisenberg limit by using an
entangled states between the two collective modes.
- Abstract（参考訳）: 線形イオン結晶における相互クーロン反発により誘導される集合軸流呼吸モードと放射ロッキングモードとの非線形結合を効率的に測定する方法を提案する。
量子センシング技術は、振動モードの1つと内部イオンスピン状態との間のレーザー誘起結合に基づいており、フォノンの確率分布を測定するか、イオンスピン状態のラムゼー型振動を直接観測することによって非線形結合を推定することができる。
非線形フォノン結合の存在により, イオンスピン状態と軸方向呼吸モードの非共鳴相互作用は, 放射状ロッキングモードのスピン依存フォノンスクイーズに繋がることを示した。
これにより、運動収縮状態の集団分布を測定することで非線形カップリングを推定できる。
さらに、スピンとラジアルロッキングモードの非共鳴相互作用は、2つの振動モード間のスピン依存ビームスプリッタ動作を生成することを示す。
これにより、イオンスピン集団を検出することでパラメータ推定を行うことができる。
最後に,2つの集団モード間の絡み合った状態を用いることで,測定の不確かさの精度がハイゼンベルク限界に達することを示す。
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