論文の概要: Remote Cooling of Spin-ensembles Coupled to a Spin-mechanical Hybrid Interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.16839v1
• Date: Mon, 25 Mar 2024 15:01:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-27 20:54:11.376992
• Title: Remote Cooling of Spin-ensembles Coupled to a Spin-mechanical Hybrid Interface
• Title（参考訳）: スピン-メカニカルハイブリッド界面に結合したスピンアンサンブルの遠隔冷却
• Authors: Yang Wang, Durga Dasari,
• Abstract要約: 本稿では,スピンアンサンブル,発振器,単一プローブスピンからなるハイブリッド量子系の基底状態冷却プロトコルを提案する。 本研究は, 大きなスピンアンサンブルを冷却・分極する実用的なソリューションの開発に寄与する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.429093762434193
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present here a protocol for the ground-state cooling of a hybrid quantum system consisting of a spin ensemble, an oscillator, and a single probe spin. In the weak dispersive coupling limit between the spins and the oscillator, a back-action effect from frequent measurements of the probe spin allows exponential cooling of the hybrid system. We identify the parameter regimes necessary to cool the ensemble, the oscillator, or both to their thermal ground states. Our results contribute to the development of a practical solution for cooling/polarizing large spin ensembles. More importantly, we show that even with weak coupling, significant changes in the dynamics of such ensemble-oscillator hybrid systems can be achieved by manipulating a single spin. This result provides a relatively simple means of tuning the dynamics of a hybrid system, which might facilitate advances in many quantum technology applications such as preparing entangled states in macroscopic objects.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,スピンアンサンブル,発振器,単一プローブスピンからなるハイブリッド量子系の基底状態冷却プロトコルを提案する。 スピンと発振器の間の弱い分散結合限界において、プローブスピンの頻繁な測定によるバックアクション効果はハイブリッドシステムの指数冷却を可能にする。 我々は、アンサンブル、発振器、またはその熱基底状態に冷却するために必要なパラメータ状態を特定する。 本研究は, 大きなスピンアンサンブルを冷却・分極する実用的なソリューションの開発に寄与する。 さらに、弱い結合であっても、そのようなアンサンブル・オシレータハイブリッドシステムの力学における大きな変化は、単一のスピンを操作することで達成できることが示される。 この結果は、ハイブリッドシステムの力学を比較的単純な方法でチューニングする手段を提供し、マクロな物体の絡み合った状態を作成するなど、多くの量子技術応用の進歩を促進する可能性がある。

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