論文の概要: Quantum correlations in molecular cavity optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.07277v2
• Date: Tue, 21 Oct 2025 22:44:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:07.726742
• Title: Quantum correlations in molecular cavity optomechanics
• Title（参考訳）: 分子空洞光学における量子相関
• Authors: E. Kongkui Berinyuy, D. R. Kenigoule Massembele, P. Djorwe, R. Altuijri, A. -H. Abdel-Aty, S. G. Nana Engo,
• Abstract要約: 我々は、二重キャビティ分子光学系(McOM)における量子相関の生成と制御のための理論的枠組みを公表する。 その結果, キャビティフィールドと分子集合モードの結合強度を指数関数的に最適化することにより, 絡み合い, 量子ステアリング, 量子不協和性が著しく向上することがわかった。 キャビティ-キャビティ量子相関は分子集合モードによって効果的に媒介できることを示し、キャビティ間量子接続のためのユニークな経路を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum correlations are interesting resources for modern quantum technologies such as quantum information processing, quantum communication, quantum teleportation, and quantum computation tasks. However, engineering these quantum states turns to be not an easy task. Here, we unveil a theoretical framework for generating and controlling quantum correlations within a double-cavity molecular optomechanical (McOM) system. Our approach leverages strong interactions between confined optical fields and collective molecular vibrations, creating a versatile environment for exploring robust quantum correlations. Our findings reveal that by judiciously optimizing the coupling strength between the cavity field and the molecular collective mode leads to significant enhancement of entanglement, quantum steering, and quantum discord. We demonstrate that cavity-cavity quantum correlations can be effectively mediated by the molecular collective mode, enabling a unique pathway for inter-cavity quantum connectivity. Moreover, the quantum entanglement generated in our McOM system exhibits robustness against thermal noise, persisting up to temperatures approaching $1000 K$. This strong resilience, qualifies molecular optomechanics as a compelling architecture for scalable, room-temperature quantum information processing and the practical realization of quantum networks. Additionally, the phase-dependent behaviour of quantum discord provides a fundamental basis for developing ultra-sensitive gas sensors, with potential applications in environmental monitoring, medical diagnostics, and industrial safety.
• Abstract（参考訳）: 量子相関は、量子情報処理、量子通信、量子テレポーテーション、量子計算タスクのような現代の量子技術にとって興味深い資源である。 しかし、これらの量子状態のエンジニアリングは簡単な作業ではない。 本稿では、二重キャビティ分子光学系(McOM)における量子相関の生成と制御に関する理論的枠組みを公表する。 提案手法は、閉じ込められた光場と集合分子振動の強い相互作用を利用して、ロバストな量子相関を探索するための汎用環境を構築する。 その結果, キャビティフィールドと分子集合モードの結合強度を指数関数的に最適化することにより, 絡み合い, 量子ステアリング, 量子不協和性が著しく向上することがわかった。 キャビティ-キャビティ量子相関は分子集合モードによって効果的に媒介できることを示し、キャビティ間量子接続のためのユニークな経路を可能にする。 さらに、我々のMcOMシステムで発生した量子絡み合いは、熱雑音に対する堅牢性を示し、1,000Kドルに近い温度まで持続する。 この強力なレジリエンスは、スケーラブルで室温の量子情報処理と量子ネットワークの実用的な実現のための魅力的なアーキテクチャとして、分子光学を定めている。 さらに、量子ディスクの位相依存性の挙動は、環境モニタリング、医療診断、産業安全に応用可能な超感度ガスセンサを開発するための基礎となる。

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