論文の概要: Unitary and efficient spin squeezing in cavity optomechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.15553v1
- Date: Sun, 28 Jan 2024 03:19:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-30 17:36:34.033923
- Title: Unitary and efficient spin squeezing in cavity optomechanics
- Title（参考訳）: 空洞光学におけるユニタリおよび効率的なスピンスクイーズ
- Authors: Lei Xie, Zhiqi Yan, Lingxia Wang, Di Wang, Jinfeng Liu, Yiling Song,
Wei Xiong, Mingfeng Wang
- Abstract要約: 光学キャビティに結合したダイヤモンドナノ構造において, 多数の窒素空孔中心のスピン圧縮状態を生成する手法を提案する。
特定の条件下では、スピンスピン非線形相互作用を増強する可能性があることが判明した。
スピン脱落と緩和のノイズ効果を考慮すると,提案手法は不完全性に対して頑健であることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.2314512523428
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose an approach to produce spin squeezed states of a large number of
nitrogen-vacancy centers in diamond nanostructures coupled to an optical
cavity. Unlike the previous squeezing method proposed by Bennett et al. [Phys.
Rev. Lett. 110, 156402 (2013)], which is limited by phonon number fluctuations
due to the existence of phonon-spin entanglement, our proposal can completely
erase the entanglement between spins and hybrid phonon-photon mode mediating
the effective spin-spin interaction, and thus achieves unitary
one-axis-twisting interactions between nitrogen-vacancy centres, yielding a
squeezing scaling $J^{-2/3}$, where J is the total angular momentum. We found
that, under certain conditions, our method has the potential to enhance the
spin-spin nonlinear interactions. We also proposed a scheme utilizing
repeatedly applying the one-axis-twisting evolution to two orthogonal spin
directions, which enables the transformation of the one-axis-twisting
interactions into two-axis-twisting type, and therefore leads to the spin
squeezing with Heisenberg-limited scaling $J^{-1}$. Taking into account the
noise effects of spin dephasing and relaxtion, we found that the proposed
approaches are robust against imperfections.
- Abstract（参考訳）: 光学キャビティに結合したダイヤモンドナノ構造において, 多数の窒素空孔中心のスピン圧縮状態を生成する手法を提案する。
Bennettらによって提案された以前のスクイーズ法とは違って。
[Phys. Lett. 110, 156402 (2013)] はフォノンスピンの絡み合いの存在によりフォノン数ゆらぎによって制限されるが, 提案手法はスピンとスピン-スピン相互作用を媒介するハイブリッドフォノン-フォトンモードの絡み合いを完全に消し, 窒素空孔中心間の一軸一軸揺らぎ相互作用を達成し, J を全角運動量とする。
その結果,ある条件下ではスピンスピン非線形相互作用を増大させる可能性が示唆された。
また, 2つの直交スピン方向に対して1軸ツイスト発展を反復的に適用することにより, 1軸ツイスト相互作用を2軸ツイスト型に変換し, ハイゼンベルク制限スケーリング $j^{-1}$ でスピンを絞る手法を提案した。
スピンデファスメントと緩和のノイズ効果を考慮して,提案手法が不完全性に対して頑健であることを見出した。
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