論文の概要: Cavity magnonics with domain walls in insulating ferromagnetic wires
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.03164v1
- Date: Sat, 6 Jan 2024 08:46:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-09 20:15:22.483635
- Title: Cavity magnonics with domain walls in insulating ferromagnetic wires
- Title（参考訳）: 絶縁強磁性線における磁壁を有するキャビティマグノニクス
- Authors: Mircea Trif and Yaroslav Tserkovnyak
- Abstract要約: 磁気ドメインウォール (DWs) は、古典的およびニューロモルフィックコンピューティングに利用できる堅牢な低エネルギーモードを示すトポロジ的欠陥である。
短強磁性絶縁線における局所化DWと拡張マグノンとの幾何学的ベリー相相互作用を利用する方法を示す。
我々は、マグノンが遠方DWに格納された量子ビット間の長距離エンタングリング相互作用を媒介し、量子ゲートの普遍的な実装を促進することを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magnetic domain walls (DWs) are topological defects that exhibit robust
low-energy modes that can be harnessed for classical and neuromorphic
computing. However, the quantum nature of these modes has been elusive thus
far. Using the language of cavity optomechanics, we show how to exploit a
geometric Berry-phase interaction between the localized DWs and the extended
magnons in short ferromagnetic insulating wires to efficiently cool the DW to
its quantum ground state or to prepare nonclassical states exhibiting a
negative Wigner function that can be extracted from the power spectrum of the
emitted magnons. Moreover, we demonstrate that magnons can mediate long-range
entangling interactions between qubits stored in distant DWs, which could
facilitate the implementation of a universal set of quantum gates. Our proposal
relies only on the intrinsic degrees of freedom of the ferromagnet, and can be
naturally extended to explore the quantum dynamics of DWs in ferrimagnets and
antiferromagnets, as well as quantum vortices or skyrmions confined in
insulating magnetic nanodisks.
- Abstract（参考訳）: 磁気ドメインウォール (DWs) は、古典的およびニューロモルフィックコンピューティングに利用できる堅牢な低エネルギーモードを示すトポロジ的欠陥である。
しかし、これらのモードの量子性はこれまでにも解明されてきた。
キャビティ光学の言語を用いて、短強磁性絶縁線における局所化DWと拡張マグノン間の幾何学的ベリー相相互作用を利用して、DWをその量子基底状態に効率よく冷却するか、あるいは放出されたマグノンのパワースペクトルから抽出できる負のウィグナー関数を示す非古典状態を作成するかを示す。
さらに、マグノンは、遠方DWに格納された量子ビット間の長距離エンタングリング相互作用を媒介し、量子ゲートの普遍的な実装を促進することを実証する。
提案手法は強磁性体の固有自由度にのみ依存し, 強磁性体や反強磁性体のDWの量子力学や, 絶縁磁性ナノディスクに閉じ込められた量子渦, スカイミオンの探索に自然に拡張することができる。
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