論文の概要: Quantum Tomography of Suspended Carbon Nanotubes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.01858v1
• Date: Tue, 02 Sep 2025 00:52:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.869586
• Title: Quantum Tomography of Suspended Carbon Nanotubes
• Title（参考訳）: カーボンナノチューブの量子トモグラフィ
• Authors: Jialiang Chang, Nicholas Pietrzak, Cristian Staii,
• Abstract要約: 近くの原子間力顕微鏡(AFM)の先端からの校正インパルスは二重の役割を担う。 彼らはラムゼー干渉計のための機械的π/2回転を実装し、ウィグナー関数トモグラフィーのための位相空間変位を実現する。 我々は、測定した信号をエネルギー緩和時間と位相コヒーレンス時間にマッピングする明示的な制御パルスシーケンスとマスター方程式記述を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We present an all-mechanical protocol for coherent control and full quantum-state reconstruction of the fundamental flexural mode of a suspended carbon nanotube (CNT). Calibrated impulses from a nearby atomic force microscope (AFM) tip serve a dual role: they implement mechanical pi/2 rotations for Ramsey interferometry and realize phase-space displacements for Wigner function tomography via displaced-parity sampling. The same actuator thus unifies control and tomography while avoiding optical heating and eliminating on-chip microwave drive lines at the resonator. We derive explicit control pulse sequences and a master-equation description that map measured signals onto the energy-relaxation and phase-coherence times, as well as onto parity-based quantum signatures, including negative regions of the Wigner function. The approach is compatible with multiple readout modalities: direct AFM deflection, dispersive coupling to a Cooper-pair box, and dispersive microwave cavity probing. Together, these techniques provide complete access to populations, coherence, and parity within a single device architecture. This minimal scheme provides a practical route to all-mechanical quantum control and state-resolved characterization of decoherence in mesoscopic mechanical systems.
• Abstract（参考訳）: 懸濁カーボンナノチューブ(CNT)の基本曲げモードのコヒーレント制御と完全量子状態再構築のための全機械的プロトコルを提案する。 近くの原子間力顕微鏡(AFM)先端からの校正インパルスは、ラムゼー干渉計のための機械的π/2回転を実装し、置換パリティサンプリングによるウィグナー関数トモグラフィーのための位相空間変位を実現する。 したがって、同じアクチュエータは光加熱を避けながら制御とトモグラフィーを統一し、共振器のオンチップマイクロ波駆動線を除去する。 我々は、測定した信号をエネルギー緩和と位相コヒーレンス時間にマッピングし、ワイナー関数の負の領域を含むパリティに基づく量子シグネチャにマッピングする明示的な制御パルスシーケンスとマスター方程式記述を導出する。 このアプローチは、直接AFM偏向、クーパーペアボックスへの分散結合、分散マイクロ波空洞探査など、複数の読み出しモードと互換性がある。 これらの技術は、単一のデバイスアーキテクチャ内で、集団、一貫性、パリティへの完全なアクセスを提供する。 この最小限のスキームは、メソスコピック・メカニカル・システムにおける全メカニカル・量子制御への実践的な経路とデコヒーレンスの評価を提供する。

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