論文の概要: Spin-Dependent Force and Inverted Harmonic Potential for Rapid Creation of Macroscopic Quantum Superpositions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.11909v1
- Date: Wed, 21 Aug 2024 18:02:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-23 18:16:33.365706
- Title: Spin-Dependent Force and Inverted Harmonic Potential for Rapid Creation of Macroscopic Quantum Superpositions
- Title（参考訳）: スピン依存力と逆高調波電位によるマクロ量子重ね合わせの迅速創製
- Authors: Run Zhou, Qian Xiang, Anupam Mazumdar,
- Abstract要約: マクロ的な空間重畳状態を生成する2つの方法が存在する。
本研究では、まず、スピン依存力を用いて初期空間分離を発生させ、次に、IPPを用いてウェーブパケットのコヒーレントな膨張軌道を達成する方法を統合する。
例えば、質量が10〜15ドル kgで大きさが50$mu$mの空間重ね合わせは0.1$秒で実現される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8602553195689511
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Creating macroscopic spatial superposition states is crucial for investigating matter-wave interferometry and advancing quantum sensor technology. Currently, two potential methods exist to achieve this objective. The first involves using inverted harmonic potential (IHP) to spatially delocalize quantum states through coherent inflation [1]. The second method employs a spin-dependent force to separate two massive wave packets spatially [2]. The disadvantage of the former method is the slow initial coherent inflation, while the latter is hindered by the diamagnetism of spin-embedded nanocrystals, which suppresses spatial separation. In this study, we integrate two methods: first, we use the spin-dependent force to generate initial spatial separation, and second, we use IHP to achieve coherent inflating trajectories of the wavepackets. This approach enables the attainment of massive large spatial superposition in minimal time. For instance, a spatial superposition with a mass of $10^{-15}$ kg and a size of 50 $\mu$m is realized in $0.1$ seconds. We also calculate the evolution of wave packets in both harmonic potential (HP) and IHP using path integral approach.
- Abstract（参考訳）: 物質波干渉測定と量子センサ技術の進歩には, マクロ空間重畳状態の生成が不可欠である。
現在、この目的を達成するための2つの方法が存在する。
第一に、逆調和ポテンシャル (inverted harmonic potential, IHP) を用いて、コヒーレントインフレーション[1]を介して量子状態を空間的に非局在化する。
第2の方法は、スピン依存力を用いて2つの大きな波のパケットを空間的に[2]に分離する。
前者の手法の欠点は、初期コヒーレントなインフレーションが遅いことであり、後者はスピン埋め込みナノ結晶の反磁性によって妨げられ、空間的分離が抑制される。
本研究では、まず、スピン依存力を用いて初期空間分離を発生させ、次に、IPPを用いてウェーブパケットのコヒーレントな膨張軌道を達成する方法を統合する。
このアプローチにより、極小時間で大規模な空間重畳が達成できる。
例えば、質量が 10^{-15}$ kg で大きさが 50$\mu$m の空間重ね合わせは、0.1$秒で実現される。
また、経路積分法を用いて、高調波電位(HP)とIPPの波動パケットの進化を計算した。
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