論文の概要: Reconfigurable dissipative entanglement between many spin ensembles: from robust quantum sensing to many-body state engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.07616v1
• Date: Wed, 08 Oct 2025 23:28:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:14.771559
• Title: Reconfigurable dissipative entanglement between many spin ensembles: from robust quantum sensing to many-body state engineering
• Title（参考訳）: 多くのスピンアンサンブル間の再構成可能な散逸性絡み合い:ロバスト量子センシングから多体状態工学
• Authors: Anjun Chu, Mikhail Mamaev, Martin Koppenhöfer, Ming Yuan, Aashish A. Clerk,
• Abstract要約: 我々は多体貯水池工学において驚くほど多用途な手法を示す。 本手法は,スピン系をサブアンサンブル群に分割することに基づく。 結果はすぐにマルチアンサンブル量子メトロジーに応用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.031299684238542
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: An attractive approach for stabilizing entangled many-body spin states is to employ engineered dissipation. Most existing proposals either target relatively simple collective spin states, or require numerous independent and complex dissipative processes. Here, we show a surprisingly versatile scheme for many-body reservoir engineering that relies solely on fully collective single-excitation decay, augmented with local Hamiltonian terms. Crucially, all these ingredients are readily available in cavity QED setups. Our method is based on splitting the spin system into groups of sub-ensembles, and provides an easily tunable setup for stabilizing a broad family of pure, highly entangled states with closed-form analytic descriptions. Our results have immediate application to multi-ensemble quantum metrology, enabling Heisenberg-limited sensing of field gradients and curvatures. Notably, the generated states have robustness against common-mode phase noise, and only require simple Ramsey-style measurements. The same setup also allows the stabilization of entangled states in a 1D chain of spin ensembles with symmetry-protected topological (SPT) order, and have a direct connection to the outputs of sequential unitary circuits. In particular, we present an efficient method for engineering the celebrated spin-1 Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki (AKLT) state.
• Abstract（参考訳）: 絡み合った多体スピン状態の安定化のための魅力的なアプローチは、工学的な散逸を採用することである。 既存の提案の多くは比較的単純な集合スピン状態をターゲットにするか、独立した複雑な散逸過程を必要とする。 ここでは、局所ハミルトン項で拡張された完全集合単励起崩壊のみに依存する多体貯水池工学において、驚くほど多目的なスキームを示す。 重要な点として、これらすべての成分は空洞QEDセットアップで容易に利用可能である。 提案手法はスピン系をサブアンサンブル群に分割し, 閉形式解析記述を用いて, 完全で高絡み合いの広い状態の族を安定化させるために, 容易に調整可能な構成を提供する。 この結果は,マルチアンサンブル量子メトロジーに即時適用され,ハイゼンベルクに限った磁場勾配と曲率のセンシングが可能となった。 特に、生成した状態は共通モード位相雑音に対して頑健であり、単純なラムゼー式測定しか必要としない。 同じ構成により、対称保護トポロジカル(SPT)順序のスピンアンサンブルの1次元鎖における絡み合った状態の安定化が可能となり、逐次ユニタリ回路の出力に直接接続できる。 特に、有名なスピン-1 Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki状態(AKLT)を効率的に設計する方法を提案する。

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