論文の概要: A squeezed mechanical oscillator with milli-second quantum decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.13082v3
- Date: Tue, 18 Apr 2023 09:51:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 18:43:39.927866
- Title: A squeezed mechanical oscillator with milli-second quantum decoherence
- Title（参考訳）: ミリ秒量子デコヒーレンスを有するスクイーズドメカニカル発振器
- Authors: Amir Youssefi and Shingo Kono and Mahdi Chegnizadeh and Tobias J.
Kippenberg
- Abstract要約: 低量子デコヒーレンスを示す超伝導回路オプティメカルプラットフォームを導入する。
これにより、量子基底と高い忠実度で運動状態を絞った状態を作ることができる。
機械的圧縮状態の自由な進化を観察し,その非古典的性質をミリ秒の時間スケールで保存する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: An enduring challenge in constructing mechanical oscillator-based hybrid
quantum systems is to ensure engineered coupling to an auxiliary degree of
freedom while maintaining good mechanical isolation from the environment, that
is, low quantum decoherence, consisting of thermal decoherence and dephasing.
Here, we overcome this challenge by introducing a superconducting circuit
optomechanical platform which exhibits a low quantum decoherence while having a
large optomechanical coupling, which allows us to prepare the quantum ground
and squeezed states of motion with high fidelity. We directly measure a thermal
decoherence rate of 20.5 Hz (corresponding to T_1 = 7.7 ms) as well as a pure
dephasing rate of 0.09 Hz, resulted in a 100-fold improvement of quantum-state
lifetime compared to the prior optomechanical systems. This enables us to reach
to 0.07 quanta motional ground state occupation (93% fidelity) and realize
mechanical squeezing of -2.7 dB below zero-point-fluctuation. Furthermore, we
observe the free evolution of mechanical squeezed state, preserving its
non-classical nature over milli-second timescales. Such ultra-low quantum
decoherence not only increases the fidelity of quantum control and measurement
of macroscopic mechanical systems, but may also benefit interfacing with
qubits, and places the system in a parameter regime suitable for tests of
quantum gravity. (Keywords: Quantum optomechanics, Superconducting circuit
electromechanics, Quantum squeezing, Quantum memory, Quantum coherence)
- Abstract（参考訳）: 機械振動子をベースとしたハイブリッド量子システムを構築する上での永続的な課題は、熱デコヒーレンスとデフォーカスからなる低量子デコヒーレンスという環境からの優れた機械的隔離を維持しながら、工学的な結合を補助的な自由度に確保することである。
ここでは, 超伝導回路の量子デコヒーレンスを低い量子デコヒーレンスに保ちながら, 量子場と運動状態を高忠実に調整し, 量子デコヒーレンスを低くする機構を導入することで, この課題を克服する。
熱デコヒーレンス速度は20.5Hz(T_1 = 7.7ms)、純デフォーカスレートは0.09Hzと直接測定し、従来の光学系と比較して100倍に改善した。
これにより、0.07クオンタの運動基底状態占有(93%の忠実度)に達し、0点変動以下の2.7dbの機械的スクイーズを実現することができる。
さらに,機械的なスクイーズ状態の自由進化を観察し,ミリ秒の時間スケールでその非古典性を維持した。
このような超低量子デコヒーレンスは、量子制御の忠実さとマクロ力学系の測定を増加させるだけでなく、量子ビットとの相互作用に利益をもたらし、量子重力の試験に適したパラメータレジームにシステムを配置する。
(キーワード:量子光学、超伝導回路電気力学、量子スクイージング、量子メモリ、量子コヒーレンス)
関連論文リスト
- Conditional Motional Squeezing of an Optomechanical Oscillator Approaching the Quantum Regime [3.5369433254206752]
この研究は、量子圧縮状態におけるマクロ振動子のリアルタイム測定に基づく作成への道を開くものである。
レーザー干渉計重力波観測所のkgスケールの試験質量の機械系に適応することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-11T19:23:20Z) - Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。
古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。
本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z) - Limits for coherent optical control of quantum emitters in layered
materials [49.596352607801784]
2レベルシステムのコヒーレントな制御は、現代の量子光学において最も重要な課題の一つである。
我々は、六方晶窒化ホウ素中の機械的に単離された量子エミッタを用いて、共振駆動下での光遷移のコヒーレンスに影響を与える個々のメカニズムを探索する。
基礎となる物理的デコヒーレンス機構に関する新たな洞察は、システムのコヒーレント駆動が可能であるまで温度の限界を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T10:37:06Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z) - Enhanced optomechanical interaction in the unbalanced interferometer [40.96261204117952]
量子光学系は、巨大な物体の量子の性質に関する基本的な問題の研究を可能にする。
ここでは、光学的結合強度を高めるミシェルソン・サニャック干渉計の修正を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-11T14:24:34Z) - Schr\"odinger cat states of a 16-microgram mechanical oscillator [54.35850218188371]
重ね合わせ原理は量子力学の最も基本的な原理の1つである。
そこで本研究では,Schr"odinger cat state of motionにおいて,有効質量16.2マイクログラムの機械共振器を作製した。
重ね合わせの大きさと位相の制御を示し、これらの状態のデコヒーレンスダイナミクスについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-01T13:29:44Z) - A quantum electromechanical interface for long-lived phonons [6.050453270663202]
シリコンオン絶縁体プラットフォームにおいて、GHz帯で動作可能な電気機械システムを提案する。
量子基底状態のキャビティ・メカニクス系はサイドバンド温度測定によって測定される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-22T09:38:40Z) - Quantum state preparation, tomography, and entanglement of mechanical
oscillators [0.0]
超伝導量子ビットを用いて、一対のナノメカニカル共振器の量子状態を制御し、読み取る。
この結果は、量子音響プロセッサのフィードバックに基づく運用に向けての具体的なステップを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-14T17:28:25Z) - Strong angular momentum optomechanical coupling for macroscopic quantum
control [5.693393434312775]
光のスピン角運動量とねじり振動子との交換相互作用を含む量子光学系を提案する。
このシステムは、単一光子レベルにおけるねじり振動子のねじり量子状態のコヒーレント制御を可能にすることを実証する。
我々の研究は、マイクロメーターやセンチメートルスケールのマクロシステムにおける量子力学の妥当性を検証するためのプラットフォームを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-29T03:18:48Z) - Ground State Cooling of an Ultracoherent Electromechanical System [0.0]
キャビティ・エレクトロメカニクスは、量子状態を操作するためにマイクロ波と機械モードのパラメトリック結合に依存している。
極低温(30mK)で非常に高いQ因子を有するソフトクランプメカニカル共振器をベースとした電気機械システムを提案する。
これは、量子情報処理や状態変換のためにそのようなシステムが提供する非常に長いコヒーレンス時間(t_mathrmcoh>100 ms)を利用する方法である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-12T16:20:51Z) - Waveguide quantum optomechanics: parity-time phase transitions in
ultrastrong coupling regime [125.99533416395765]
2つの量子ビットの最も単純なセットアップは、光導波路に調和して閉じ込められ、量子光学相互作用の超強結合状態を可能にする。
系の固有の開性と強い光学的結合の組み合わせは、パリティ時(PT)対称性の出現につながる。
$mathcalPT$相転移は、最先端の導波路QEDセットアップで観測可能な長生きのサブラジアント状態を駆動する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-04T11:02:20Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。