論文の概要: Mechanical Squeezed-Fock Qubit: Towards Quantum Weak-Force Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.13161v1
• Date: Thu, 17 Jul 2025 14:27:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.535451
• Title: Mechanical Squeezed-Fock Qubit: Towards Quantum Weak-Force Sensing
• Title（参考訳）: 量子弱力センシングに向けたメカニカルスクイーズドフォック量子ビット
• Authors: Yi-Fan Qiao, Jun-Hong An, Peng-Bo Li,
• Abstract要約: メカニカルキュービットは、他のキュービットプラットフォームに対して独特な利点を提供するが、そのポテンシャルは本質的に弱い非線形性とナノメカニカル共振器の小さな非調和性によって制約される。 我々は、パラメトリック駆動非線形機械振動子におけるフォノンの圧縮フォック状態を用いることで、この欠点を克服することを提案する。 我々の機械的量子ビットは弱い力の量子センサーとして機能し、その結果、従来の機械的量子ビットよりも少なくとも1桁の感度が増大することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.781634585245786
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Mechanical qubits offer unique advantages over other qubit platforms, primarily in terms of coherence time and possibilities for enhanced sensing applications, but their potential is constrained by the inherently weak nonlinearities and small anharmonicity of nanomechanical resonators. We propose to overcome this shortcoming by using squeezed Fock states of phonons in a parametrically driven nonlinear mechanical oscillator. We find that, under two-phonon driving, squeezed Fock states become eigenstates of a Kerr-nonlinear mechanical oscillator, featuring an energy spectrum with exponentially enhanced and tunable anharmonicity, such that the transitions to higher energy states are exponentially suppressed. This enables us to encode the mechanical qubit within the ground and first excited squeezed Fock states of the driven mechanical oscillator. This kind of mechanical qubit is termed mechanical squeezed-Fock qubit. We also show that our mechanical qubit can serve as a quantum sensor for weak forces, with its resulting sensitivity increased by at least one order of magnitude over that of traditional mechanical qubits. The proposed mechanical squeezed-Fock qubit provides a powerful quantum phonon platform for quantum sensing and information processing.
• Abstract（参考訳）: メカニカルキュービットは、主にコヒーレンス時間と強化されたセンシング応用の可能性の観点から、他のキュービットプラットフォームに対して独自の利点を提供するが、そのポテンシャルは本質的に弱い非線形性とナノメカニカル共振器の小さな非調和性によって制約される。 我々は、パラメトリック駆動非線形機械振動子におけるフォノンの圧縮フォック状態を用いることで、この欠点を克服することを提案する。 2フォノン駆動下では、圧縮されたフォック状態がカー非線形機械振動子の固有状態となり、高エネルギー状態への遷移が指数関数的に抑制されるように指数関数的に拡張され、調整可能な非調和性を持つエネルギースペクトルが特徴付けられる。 これにより、地上のメカニカル・キュービットを符号化し、駆動されたメカニカル・オシレータのフォック状態が最初に励起される。 この種のメカニカルクビットは、メカニカル・スクリュッド・フォック・クビットと呼ばれる。 また、我々の機械的量子ビットは弱い力の量子センサーとして機能し、その結果、従来の機械的量子ビットよりも少なくとも1桁の感度が向上することを示した。 提案手法は量子センシングと情報処理のための強力な量子フォノンプラットフォームを提供する。

関連論文リスト

• Energy-Efficient Pseudo-Ratchet for Brownian Computers through One-Dimensional Quantum Brownian Motion [30.817172862352244]
  1次元(1次元)量子ブラウン運動に基づく新しいアプローチを導入する。 1次元系の量子共鳴効果を利用して、粒子の運動量空間を部分空間に分割する。 本研究では,この擬似ラチェット機構を,エントロピー的な視点から解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-13T04:20:07Z)
• Tunable anharmonicity in cavity optomechanics in the unresolved sideband regime [0.0]
  機械的アンハーモニック性によって残される測定可能なシグネチャを予測する理論を提案する。 特に,機械的変位スペクトルを解析的,数値的に取得し,空洞光場における機械的不調和のインプリントを探索する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-15T16:21:21Z)
• A mechanical quantum memory for microwave photons [17.201524716152807]
  トランスモン超伝導体と長寿命メカニカル発振器の強い結合性を示す。 この発見は量子状態への例外的な保存を延長し、将来の応用におけるコンパクトなボゾン元素として前進させた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-11T01:21:09Z)
• Optimizing mechanical entanglement using squeezing and parametric amplification [0.0]
  本稿では,ナノメカニカル共振器の絡み合いを最適化するオプティメカニカルシステムを提案する。 システムは、機械共振器の同時冷却を可能にする、赤みがかったレーザー磁場によって駆動される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-20T09:37:30Z)
• Hysteresis and Self-Oscillations in an Artificial Memristive Quantum Neuron [79.16635054977068]
  本研究では, 量子メムリスタを含む人工ニューロン回路について, 緩和と脱落の存在下で検討した。 この物理原理は、量子デバイスの電流電圧特性のヒステリシス的挙動を可能にすることを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-01T16:47:23Z)
• Optimized mechanical quadrature squeezing beyond the 3-dB limit via a gradient-descent algorithm [3.182901197671368]
  本稿では,典型的なキャビティ・オプティメカティカル・システムにおいて,機械的2次スクイーズを生成するための信頼性の高い手法を提案する。 3dB定常状態限界を超える機械共振器において, 強い2次スケザリングを実現する。 本稿では,量子光学および量子情報科学における最適量子制御の適用を促進する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-21T07:22:09Z)
• Quantum parametric amplifiation of phonon-mediated magnon-spin interaction [12.464802118191724]
  ハイブリッド三分割系においてマグノンモードを強く結合する方法を示す。 コヒーレントマグノン-フォノンカップリングは、機械運動の量子パラメトリック増幅を導入することで実現される。 我々の研究は、新しい量子トランスデューサ、量子メモリ、高精度測定を開発するための展望を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-22T02:33:28Z)
• Enhanced optomechanical interaction in the unbalanced interferometer [40.96261204117952]
  量子光学系は、巨大な物体の量子の性質に関する基本的な問題の研究を可能にする。 ここでは、光学的結合強度を高めるミシェルソン・サニャック干渉計の修正を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-11T14:24:34Z)
• Unconditional Wigner-negative mechanical entanglement with linear-and-quadratic optomechanical interactions [62.997667081978825]
  機械共振器で無条件にウィグナー負の絡み合った状態を生成するための2つのスキームを提案する。 両スキームが2モード圧縮真空の絡み合いと3次非線形性を組み合わせたウィグナー負の絡み合い状態の安定化を解析的に示す。 次に, 熱デコヒーレンスの存在下で安定化された近似CPE状態によって得られたウィグナー負の絡み合いの強靭性をテストするため, 広範囲な数値シミュレーションを行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-07T19:00:08Z)
• Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
  臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。 その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z)
• Enhanced phonon blockade in a weakly-coupled hybrid system via mechanical parametric amplification [11.798443611441726]
  我々は,弱い結合状態におけるハイブリッドスピン機械システムにおいて,強いフォノン遮断(PB)を実現する方法を示す。 我々の研究は、量子フォニックスやフォノン量子ネットワークに応用可能な、効率的な単一フォノン源の実装の可能性を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-16T01:50:08Z)
• Mechanical squeezing via unstable dynamics in a microcavity [0.0]
  線形オプティメカルシステムにおける強い機械的量子スクイーズは, 遠赤外および超強結合系で到達した動的不安定性によって生成可能であることを示す。 コヒーレント散乱による微小キャビティ結合ナノ粒子の創製の可能性について論じる。 この結果から, ナノ粒子の強力な機械的圧縮剤として, 未解決サイドバンド系における光学的微小キャビティが生まれ, 量子エンハンスな慣性・力センシングの鍵となるツールとなった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-02T11:40:59Z)
• Quantum state preparation, tomography, and entanglement of mechanical oscillators [0.0]
  超伝導量子ビットを用いて、一対のナノメカニカル共振器の量子状態を制御し、読み取る。 この結果は、量子音響プロセッサのフィードバックに基づく運用に向けての具体的なステップを示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-14T17:28:25Z)
• Quantum manipulation of a two-level mechanical system [19.444636864515726]
  非線形結合型電気機械システムについて考察し, 2フォノン冷却の定量的理論を開発した。 2フォノン冷却の存在下では、機械的ヒルベルト空間はその基底と最初の励起状態に効果的に還元される。 任意のブロッホ球回転を行うためのスキームを提案し、$pi$-pulseの特定の場合における忠実度を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-05T19:34:44Z)
• Proposal for a nanomechanical qubit [0.0]
  機械的な量子ビットは、量子計算とセンシングのための重要な新しいプラットフォームを提供する可能性がある。 懸濁カーボンナノチューブの曲げモードの1つを、ナノチューブで定義された二重量子ドットの電荷状態に結合することにより、十分な不調和を誘導できることを示す。 興味深いことに、量子ドットによる劣化は、結合系において数桁の規模で減少することが期待されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-24T15:54:23Z)
• Waveguide quantum optomechanics: parity-time phase transitions in ultrastrong coupling regime [125.99533416395765]
  2つの量子ビットの最も単純なセットアップは、光導波路に調和して閉じ込められ、量子光学相互作用の超強結合状態を可能にする。 系の固有の開性と強い光学的結合の組み合わせは、パリティ時(PT)対称性の出現につながる。 $mathcalPT$相転移は、最先端の導波路QEDセットアップで観測可能な長生きのサブラジアント状態を駆動する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-04T11:02:20Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。