論文の概要: Gravito-diamagnetic forces for mass independent large spatial superpositions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08435v5
• Date: Fri, 1 Dec 2023 15:32:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-04 19:18:58.684161
• Title: Gravito-diamagnetic forces for mass independent large spatial superpositions
• Title（参考訳）: 質量独立大空間重ね合わせに対する重力-磁気力
• Authors: Run Zhou, Ryan J. Marshman, Sougato Bose, Anupam Mazumdar
• Abstract要約: 本稿では,重力加速度と反磁性を併用して空間重畳を比較的短時間で生成する手法を提案する。 本研究は, 重力加速度と反磁性を組み合わせ, 大きな空間重畳を創り, 操作する可能性を明らかにするものである。
• 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: Creating a massive spatial quantum superposition, such as the Schr\"odinger cat state, where the mass and the superposition size within the range $10^{-19}-10^{-14}$ kg and $\Delta x \sim 10~{\rm nm}-100~\mu {\rm m}$, is a challenging task. The methods employed so far rely either on wavepacket expansion or on a quantum ancilla, e.g. single spin dependent forces, which scale inversely with mass. In this paper, we present a novel approach that combines gravitational acceleration and diamagnetic repulsion to generate a large spatial superposition in a relatively short time. After first creating a modest initial spatial superposition of $1~\mu {\rm m}$, achieved through techniques such as the Stern-Gerlach (SG) apparatus, we will show that we can achieve an $\sim 10^{2}-10^{3}$ fold improvement to the spatial superposition size ($1~{\rm \mu m}\rightarrow 980~\mu {\rm m}$) between the wave packets in less than $0.02$~s by using the Earth's gravitational acceleration and then the diamagnetic repulsive scattering of the nanocrystal, neither of which depend on the object mass. Finally, the wave packet trajectories can be closed so that spatial interference fringes can be observed. Our findings highlight the potential of combining gravitational acceleration and diamagnetic repulsion to create and manipulate large spatial superpositions, offering new insights into creating macroscopic quantum superpositions.
• Abstract（参考訳）: 10^{-19}-10^{-14}$ kg と $\delta x \sim 10~{\rm nm}-100~\mu {\rm m}$ の範囲内の質量と重ね合わせの大きさが困難な課題である。 これまで用いられてきた手法は、ウェーブパック展開や、質量と逆スケールする単一スピン依存力など、量子ancillaに依存する。 本稿では,比較的短時間で大きな空間重ね合わせを生成するために,重力加速度と反磁性反発を組み合わせた新しい手法を提案する。 After first creating a modest initial spatial superposition of $1~\mu {\rm m}$, achieved through techniques such as the Stern-Gerlach (SG) apparatus, we will show that we can achieve an $\sim 10^{2}-10^{3}$ fold improvement to the spatial superposition size ($1~{\rm \mu m}\rightarrow 980~\mu {\rm m}$) between the wave packets in less than $0.02$~s by using the Earth's gravitational acceleration and then the diamagnetic repulsive scattering of the nanocrystal, neither of which depend on the object mass. 最後に、波パケット軌道を閉じて空間干渉線を観測することができる。 我々の研究は、重力加速度と反磁性を組み合わせて大きな空間的重ね合わせを作成し、操作する可能性を強調し、マクロな量子重ね合わせを作るための新たな洞察を提供する。

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