論文の概要: Optimization of Static Potentials for Large Delocalization and Non-Gaussian Quantum Dynamics of Levitated Nanoparticles Under Decoherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19932v1
• Date: Fri, 28 Jun 2024 14:01:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-01 16:40:26.086301
• Title: Optimization of Static Potentials for Large Delocalization and Non-Gaussian Quantum Dynamics of Levitated Nanoparticles Under Decoherence
• Title（参考訳）: デコヒーレンス下における浮遊ナノ粒子の大規模非局在化と非ガウス量子ダイナミクスのための静的ポテンシャルの最適化
• Authors: Silvia Casulleras, Piotr T. Grochowski, Oriol Romero-Isart,
• Abstract要約: 浮遊ナノ粒子の最適静電位を求める最適化手法を提案する。 我々の戦略は、ポテンシャルのゆらぎから生じる位置依存ノイズ源を考慮に入れている。 最適構成はシステム内の雑音の強度と性質に依存することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Levitated nanoparticles provide a controllable and isolated platform for probing fundamental quantum phenomena at the macroscopic scale. In this work, we introduce an optimization method to determine optimal static potentials for the generation of largely delocalized and non-Gaussian quantum states of levitated nanoparticles. Our optimization strategy accounts for position-dependent noise sources originating from the fluctuations of the potential. We provide key figures of merit that allow for fast computation and capture relevant features of the dynamics, mitigating the computational demands associated with the multiscale simulation of this system. Specifically, we introduce coherence length and coherent cubicity as signatures of large delocalization and quantum non-Gaussian states, respectively. We apply the optimization approach to a family of quartic potentials and show that the optimal configuration depends on the strength and nature of the noise in the system. Additionally, we benchmark our results with the full quantum dynamics simulations of the system for the optimal potentials.
• Abstract（参考訳）: レバタイトされたナノ粒子は、マクロスケールで基本的な量子現象を探索するための制御可能で孤立したプラットフォームを提供する。 本研究では,レビテーションナノ粒子の大部分が非局在化および非ガウス量子状態の生成のための最適静的ポテンシャルを決定する最適化手法を提案する。 我々の最適化戦略は、ポテンシャルのゆらぎから生じる位置依存ノイズ源を考慮に入れている。 本稿では,このシステムのマルチスケールシミュレーションに伴う計算要求を緩和し,高速な計算と動的特徴の捉え方を提案する。 具体的には、大規模な非局在化と量子非ガウス状態の符号として、コヒーレンス長とコヒーレント立方性を導入する。 準ポテンシャルの族に最適化手法を適用し、最適構成がシステム内の雑音の強度と性質に依存することを示す。 さらに、最適ポテンシャルに対するシステムの完全な量子力学シミュレーションを用いて、その結果をベンチマークする。

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