論文の概要: Entangling two levitated particles in free space via trap modulation and Bayesian feedback
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.12865v1
- Date: Mon, 19 May 2025 08:48:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-20 14:57:11.497746
- Title: Entangling two levitated particles in free space via trap modulation and Bayesian feedback
- Title（参考訳）: トラップ変調とベイズフィードバックによる自由空間における2つの浮遊粒子の絡み合い
- Authors: Jinke Cao, Qi Guo, Huatang Tan,
- Abstract要約: 自由空間における2つの光共振ナノ粒子間の量子絡み合いの最適制御法を提案する。
最適なベイズフィードバックスキームを用いることで、定常状態の2つの粒子間の無条件絡み合いを実現する。
本手法により, 比較的低い測定効率で条件付きおよび非条件付き絡み合いを実現することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8773847944946254
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose an optimal control scheme for generating quantum entanglement between two optically-levitated nanoparticles in free space. Specifically, we consider that the mechanical motion frequencies of the two levitated particles are modulated by adjusting the amplitude of the trapping beam. The two particles are coupled through Coulomb interaction, and the particles' positions are continuously monitored via homodyne detection on the back-scattered light from both particles. By employing an optimal Bayesian feedback scheme, we achieve unconditional entanglement between the two particles in steady states. More precisely, a Kalman filter is used to estimate the states of the two particles and subsequently a linear quadratic regulator is applied to derive the optimal feedback forces exerted on the particles. Physically, periodic modulation enables significant quantum squeezing in both the common mode and the differential mode of the two particles. The Coulomb coupling between the particles introduces a difference in the squeezing of the two normal modes, thereby facilitating the entanglement of the two levitated particles. Our scheme allows for the realization of both conditional and unconditional entanglement at relatively low measurement efficiencies and with low requirements for Coulomb coupling strength, significantly enhancing the feasibility of implementation.
- Abstract（参考訳）: 自由空間における2つの光共振ナノ粒子間の量子絡み合いの最適制御法を提案する。
具体的には、2つの浮遊粒子の運動周波数を、トラップビームの振幅を調節することによって変調する。
2つの粒子はクーロン相互作用によって結合され、粒子の位置は両方の粒子からの後方散乱光のホモダイン検出によって継続的に監視される。
最適なベイズフィードバックスキームを用いることで、定常状態の2つの粒子間の無条件絡み合いを実現する。
より正確には、2つの粒子の状態を推定するためにカルマンフィルタを使用し、その後、粒子に作用する最適のフィードバック力を導出するために線形二次レギュレータを適用する。
物理的には、周期変調は2つの粒子の共通モードと微分モードの両方において重要な量子スクイーズを可能にする。
粒子間のクーロン結合は、2つの通常のモードのスクイーズの違いを導入し、2つの浮遊粒子の絡み合いを容易にする。
本手法は, クーロン結合強度の低い測定効率, かつ, 測定効率の低い条件下での条件および非条件の絡み合いの実現を可能にし, 実装の実現可能性を大幅に向上させる。
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