論文の概要: Dynamics of Quantum Entanglement Between Photon and Phonon Modes in a Coulomb-coupled Optomechanical Cavity Magnonic Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.02767v1
- Date: Fri, 03 Oct 2025 06:58:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-06 16:35:52.293378
- Title: Dynamics of Quantum Entanglement Between Photon and Phonon Modes in a Coulomb-coupled Optomechanical Cavity Magnonic Systems
- Title（参考訳）: クーロン結合光メカニカルキャビティマグノニクス系における光子モードとフォノンモードの量子絡み合いのダイナミクス
- Authors: Muhib Ullah, Muhammad Idrees, Said Mikki,
- Abstract要約: ハイブリッドキャビティマグノ-オプトメカニカルシステムでは、キャビティ光子、マグノン、フォノン間の絡み合いは、異なるモードにわたる量子状態の操作を可能にする。
本研究では、複雑なハイブリッド量子系におけるフォノン-フォノンの絡み合いを最適化し、維持する方法について述べる。
- 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: Quantum entanglement is a fundamental phenomenon in quantum information science and a crucial resource for quantum technologies such as precision sensing, secure communication, and computation. In hybrid cavity magno-optomechanical systems, entanglement among cavity photons, magnons, and phonons enables manipulation of quantum states across different modes via radiation pressure-based light-matter interaction. We propose a hybrid optomechanical cavity-magnonic setup with Yttrium iron garnet (YIG) sphere allowing magnons to couple with photons via magnetic-dipole interaction. The system also uses optomechanical and electrostatic interactions to entangle cavity photons and mechanical resonators. We focus on how the magnon nonlinear Kerr effect and varying coupling strengths influence entanglement dynamics. By analysing nonlinear effects alongside other coupling parameters, we identify optimal conditions for initiating and sustaining robust entanglement between the motional modes (phonons) of two Coulomb-coupled mechanical resonators. Our model predicts that adding Coulomb interaction and magnon coupling enhances the degree and tunability of entanglement, making it more resilient to thermal baths at 3 K. This study addresses how to optimize and sustain phonon-phonon entanglement in complex hybrid quantum systems. These findings offer insights relevant to developing quantum memories for continuous variable quantum information processing and other quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 量子絡み合いは量子情報科学の基本的な現象であり、精密センシング、セキュア通信、計算などの量子技術にとって重要な資源である。
ハイブリッドキャビティ・マグノ・オプトメカニカルシステムでは、キャビティ光子、マグノン、フォノン間の絡み合いは、放射圧に基づく光-物質相互作用を通じて異なるモードにわたる量子状態の操作を可能にする。
磁気双極子相互作用により、マグノンと光子を結合させることができるYIG球体を用いたハイブリッドオプティメカルキャビティ-磁気装置を提案する。
このシステムは、光学的および静電気的相互作用を利用して、共振器と共振器の共振器と共振器を絡み合わせる。
我々は、マグノン非線形カー効果と様々な結合強度が絡み合い力学にどのように影響するかに焦点を当てる。
他の結合パラメータとともに非線形効果を解析することにより、2つのクーロン結合機械共振器の運動モード(フォノン)間の頑健な絡み合いの開始と持続に最適な条件を同定する。
我々のモデルはクーロン相互作用とマグノンカップリングを加えることで絡み合いの度合いとチューニング性が向上し、3Kの熱浴に対する耐性が向上し、複雑なハイブリッド量子システムにおけるフォノン-フォノンの絡み合いの最適化と維持方法に対処する。
これらの発見は、連続可変量子情報処理やその他の量子技術のための量子メモリの開発に関する洞察を与える。
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