論文の概要: Strong tunable spin-spin coupling with cavity-magnon criticality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13553v3
• Date: Fri, 16 Aug 2024 07:08:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-19 21:16:11.739782
• Title: Strong tunable spin-spin coupling with cavity-magnon criticality
• Title（参考訳）: キャビティ-マグノン臨界性と強いチューニング可能なスピンスピンカップリング
• Authors: Ma-Lei Peng, Miao Tian, Xue-Chun Chen, Guo-Qiang Zhang, Hai-Chao Li, Wei Xiong,
• Abstract要約: 我々は,コプラナー導波管(CPW)共振器とダイヤモンド中の1つの窒素空隙スピンと,カーマグノンを保持するイットリウム-鉄-ガーネットナノスフィアからなるハイブリッド量子システムを提案する。 マグノンの強い駆動場により、カー効果はマグノンを絞ることができ、したがってCPW共振器と圧縮マグノンとの結合は指数関数的に増強される。 強化キャビティ-マグノンカップリングが臨界値に近づくと、スピンはHPから完全に切り離され、スピンとLPとのカップリングはLPである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.8269379870293205
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Strong long-distance spin-spin coupling is desperately demanded for solid-state quantum information processing, but it is still challenged. Here, we propose a hybrid quantum system, consisting of a coplanar waveguide (CPW) resonator weakly coupled to a single nitrogen-vacancy spin in diamond and a yttrium-iron-garnet (YIG) nanosphere holding Kerr magnons, to realize strong long-distance spin-spin coupling. With a strong driving field on magnons, the Kerr effect can squeeze magnons, and thus the coupling between the CPW resonator and the squeezed magnons is {\it exponentially enhanced}, which produces two cavity-magnon polaritons, i.e., the high-frequency polariton (HP) and low-frequency polariton (LP). When the enhanced cavity-magnon coupling approaches the critical value, the spin is fully decoupled from the HP, while the coupling between the spin and the LP is significantly improved. In the dispersive regime, a strong spin-spin coupling is achieved with accessible parameters. The coupling distance can be up to centimeter scale, limited by the cavity size. Our proposal provides a pave way to manipulate solid spins with cavity-magnon polaritons.
• Abstract（参考訳）: 強い長距離スピンスピンカップリングは、固体量子情報処理に必死に要求されているが、依然として課題である。 本稿では,コプラナー導波路共振器(CPW)共振器をダイヤモンド中の1つの窒素空隙スピンに弱結合するハイブリッド量子系と,カーマグノンを有するイットリウム-鉄-ガーネット(YIG)ナノスフィアを用いて,強い長距離スピン結合を実現する。 カー効果はマグノンの強い駆動場を持つため、CPW共振器と圧縮されたマグノンの結合は指数関数的に強化され、2つのキャビティ-マグノン偏光子、すなわち高周波偏光子(HP)と低周波偏光子(LP)を生成する。 強化キャビティ-マグノンカップリングが臨界値に近づくと、スピンはHPから完全に切り離され、スピンとLPのカップリングは大幅に改善される。 分散状態においては、強いスピンスピン結合がアクセス可能なパラメータで達成される。 カップリング距離は、キャビティサイズによって制限される、最大センチメートルのスケールでもよい。 本提案では, キャビティマグノン偏光子を用いた固体スピンの操作方法を提案する。

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