論文の概要: Multi-mode NOON states generation with ultracold atoms via geodesic counterdiabatic driving
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.01948v2
- Date: Tue, 03 Jun 2025 07:58:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-04 21:47:34.772466
- Title: Multi-mode NOON states generation with ultracold atoms via geodesic counterdiabatic driving
- Title（参考訳）: 測地的反断熱駆動による超低温原子による多モードNOON生成
- Authors: Simon Dengis, Sandro Wimberger, Peter Schlagheck,
- Abstract要約: 本稿では,超低温原子を用いたNOON生成プロトコルを提案する。
最適化された断熱プロトコルにより,高度に絡み合ったNOON状態の調製に要する時間を大幅に短縮する。
我々の発見は、超低温原子系におけるスケーラブルで高精度な量子状態制御の道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a protocol for the generation of NOON states with ultracold atoms, leveraging the Bose-Hubbard model in the self-trapping regime. By the means of an optimized adiabatic protocol, we achieve a significant reduction in the time required for the preparation of highly entangled NOON states, involving two or more modes. Our method saturates the quantum speed limit, ensuring both efficiency and high fidelity in state preparation. A detailed analysis of the geodesic counterdiabatic driving protocol and its application to the Bose-Hubbard system highlights its ability to expand the energy gap, facilitating faster adiabatic evolution. Through perturbation theory, we derive effective parameters that emulate the counterdiabatic Hamiltonian, enabling experimentally viable implementations with constant physical parameters. This approach is demonstrated to yield exponential time savings compared to standard geodesic driving, making it a powerful tool for creating complex entangled states for applications in quantum metrology and quantum information. Our findings pave the way for scalable and precise quantum state control in ultracold atomic systems.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,超低温原子を用いたNOON生成プロトコルを提案する。
最適化された断熱プロトコルにより、2つ以上のモードを含む高度に絡み合ったNOON状態の調製に要する時間を大幅に短縮する。
提案手法は, 量子速度限界を飽和させ, 状態調製における効率性と高忠実度を両立させる。
測地線反断熱駆動プロトコルの詳細な解析とBose-Hubbardシステムへの応用は、そのエネルギーギャップを拡大し、より高速な断熱進化を促進する能力を強調している。
摂動理論を通じて、反断熱的ハミルトニアンをエミュレートする効果的なパラメータを導出し、一定の物理パラメータを持つ実験可能な実装を可能にする。
このアプローチは、標準的な測地線駆動と比較して指数的な時間節約をもたらすことが示されており、量子力学や量子情報への応用のための複雑な絡み合った状態を生成する強力なツールとなっている。
我々の発見は、超低温原子系におけるスケーラブルで高精度な量子状態制御の道を開いた。
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