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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.16839v2
• Date: Mon, 22 Apr 2024 11:59:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-23 23:04:49.593665
• Title: Remote Cooling of Spin-ensembles through a Spin-mechanical Hybrid Interface
• Title（参考訳）: スピン-メカニカルハイブリッドインタフェースによるスピンアンサンブルの遠隔冷却
• Authors: Yang Wang, Durga Bhaktavatsala Rao Dasari, Jörg Wrachtrup,
• Abstract要約: 本稿では,三部体ハイブリッド量子系の基底状態冷却のためのプロトコルを提案する。 提案プロトコルは、様々な量子技術応用の進展に幅広い意味を持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9408262382784236
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a protocol for the ground-state cooling of a tripartite hybrid quantum system, in which a macroscopic oscillator acts as a mediator between a single probe spin and a remote spin ensemble. In the presence of weak dispersive coupling between the spins and the oscillator, cooling of the oscillator and the ensemble spins can be achieved by exploiting the feedback from frequent measurements of the single probe spin. We explore the parameter regimes necessary to cool the ensemble, the oscillator, or both to their thermal ground states. This novel cooling protocol shows that, even with only weak dispersive coupling, energy transfer-like effects can be obtained by simply manipulating the probe spin. These results not only contribute to the development of a practical solution for cooling/polarizing large spin ensembles, but also provide a relatively simple means of tuning the dynamics of a hybrid system. The proposed cooling protocol thus has broader implications for advancing various quantum technology applications, such as macroscopic quantum state generation and remote sensing.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 単一プローブスピンとリモートスピンアンサンブルの中間子としてマクロ振動子が作用する三部体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の存在下では、発振器とアンサンブルスピンの冷却は単一のプローブスピンの頻繁な測定からフィードバックを利用することで達成できる。 我々は, アンサンブル, 発振器, あるいはその熱基底状態に冷却するために必要なパラメータ機構を探究する。 この新しい冷却プロトコルは、分散結合が弱いにもかかわらず、単にプローブスピンを操作するだけでエネルギー移動のような効果が得られることを示している。 これらの結果は、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だけでなく、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にも貢献する。 提案した冷却プロトコルは、マクロ量子状態生成やリモートセンシングなど、様々な量子技術応用の進展に幅広い意味を持つ。

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