論文の概要: Fast Generation of GHZ-like States Using Collective-Spin XYZ Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.04560v2
• Date: Wed, 13 Mar 2024 07:16:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-14 17:58:18.208462
• Title: Fast Generation of GHZ-like States Using Collective-Spin XYZ Model
• Title（参考訳）: 集合スピンXYZモデルによるGHZ様状態の高速生成
• Authors: Xuanchen Zhang and Zhiyao Hu and Yong-Chun Liu
• Abstract要約: Greenberger-Horne-Zeilinger状態(GHZ)は、量子情報処理と量子気象学の鍵となるリソースである。 本稿では,超短時間でGHZライクな状態を生成する3体集合スピンXYZモデルを提案する。 本モデルは,Floquet 運転をオリジナル OAT Hamiltonian に適用することにより,効果的に生成可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6225824331151537
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) state is a key resource for quantum information processing and quantum metrology. The atomic GHZ state can be generated by one-axis twisting (OAT) interaction $H_{\mathrm{OAT}}=\chi J_{z}^{2}$ with $\chi $ the interaction strength, but it requires a long evolution time $\chi t=\pi /2$ and is thus seriously influenced by decoherence and losses. Here we propose a three-body collective-spin XYZ model which creates a GHZ-like state in a very short timescale $\chi t\sim \ln {N}/N$ for $N$ particles. We show that this model can be effectively produced by applying Floquet driving to an original OAT Hamiltonian. Compared with the ideal GHZ state, the GHZ-like state generated using our model can maintain similar metrological properties reaching the Heisenberg-limited scaling, and it shows better robustness to decoherence and particle losses. This work opens the avenue for generating GHZ-like states with a large particle number, which holds great potential for the study of macroscopic quantum effects and for applications in quantum metrology and quantum information.
• Abstract（参考訳）: Greenberger-Horne-Zeilinger状態(GHZ)は、量子情報処理と量子気象学の鍵となるリソースである。 原子GHZ状態は1軸ツイスト(OAT)相互作用$H_{\mathrm{OAT}}=\chi J_{z}^{2}$と相互作用強度$\chiで生成することができるが、長い進化時間$\chi t=\pi /2$が必要であり、したがってデコヒーレンスと損失に強く影響される。 ここでは,超短時間スケール$\chi t\sim \ln {N}/N$でGHZ様の状態を生成する三体XYZモデルを提案する。 本モデルは,Floquet 運転をオリジナル OAT Hamiltonian に適用することにより,効果的に生成可能であることを示す。 理想的GHZ状態と比較して,我々のモデルを用いて生成したGHZ様状態は,ハイゼンベルク限界まで類似した気象特性を維持でき,デコヒーレンスや粒子損失に対してより堅牢性を示す。 この研究は、粒子数が大きいGHZのような状態を生成するための道を開き、これはマクロ的な量子効果の研究や量子気象学や量子情報への応用に大きな可能性を持っている。

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