論文の概要: Nonreciprocity enhanced Quantum Gyroscopes based on Surface Acoustic Waves
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.23996v1
- Date: Tue, 28 Oct 2025 01:58:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-29 15:35:36.717033
- Title: Nonreciprocity enhanced Quantum Gyroscopes based on Surface Acoustic Waves
- Title（参考訳）: 表面音響波に基づく非相互性強化量子ジャイロスコープ
- Authors: Y. T. Zhu, Shibei Xue, Fangfang Ju, Haidong Yuan,
- Abstract要約: 表面音響波(SAW)はジャイロスコープで40年以上使われてきた。
量子化SAWの最近の進歩は、有望な解決策を提供する。
多重点結合を特徴とする量子ジャイロスコープを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8924669503280332
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Surface acoustic waves (SAWs), as Rayleigh waves generated by elastic media, have been used in gyroscopes for over 40 years due to their unique propagation characteristics. However, their working principle, based on Coriolis effects, has become increasingly ineffective for addressing modern sensing challenges in complex scenarios. Fortunately, recent advancements in quantized SAWs offer a promising solution: SAWs operating at extremely low pump powers (approximately at the single-phonon level) can exhibit substantial quantum coherence, enabling investigations into the fundamental limits of SAW gyroscopes as constrained by the Heisenberg uncertainty relation. In particular, when multiple SAWs couple to a common waveguide at distinct locations, the nonlocality arising from the spatial separation among coupling points induces directional coupling between the SAWs. To elucidate this directionality, we propose a quantum gyroscope characterized by multiplepoint couplings. Unlike traditional single-point coupling designs, our gyroscope exhibits distinctive time-delayed dynamics that depend on the system's topologies. We emphasize that these dynamics invalidate the Markovian approximation, even when the time delay is relatively small. Through a comprehensive analysis of all possible topologies, we observe that the directional coupling implies an inherent nonreciprocal transfer. This nonreciprocity confers signiffcant advantages to our gyroscope compared to traditional designs, notably enhancing both the signal-to-noise ratio and sensitivity. Speciffcally, it enables the extraction of output signals that would otherwise be obscured by noise. Consequently, our ffndings suggest that systems with multiple-point couplings and the associated nonreciprocity can serve as valuable resources for advancing quantum sensing technologies.
- Abstract（参考訳）: 弾性媒質によって生じるレイリー波として表面音響波 (SAW) は、独自の伝搬特性のため、40年以上にわたってジャイロスコープで使われてきた。
しかし、コリオリス効果に基づく彼らの作業原理は、複雑なシナリオにおける現代の感覚問題に対処する上で、ますます効果が低下している。
幸いなことに、量子化SAWの最近の進歩は、非常に低いポンプパワー(約1フォノンレベルの)で動作するSAWは、相当な量子コヒーレンスを示し、ハイゼンベルクの不確実性関係によって制約されたSAWジャイロスコープの基本的な限界を調査することができる。
特に、複数のSAWが異なる場所で共通の導波路に結合する場合、結合点間の空間的分離から生じる非局所性は、SAW間の方向的結合を誘導する。
この方向性を明らかにするために,多重点結合を特徴とする量子ジャイロスコープを提案する。
従来の単一点結合設計とは異なり、ジャイロスコープはシステムのトポロジに依存する独特の時間遅延ダイナミクスを示す。
時間遅延が比較的小さい場合でも、これらのダイナミクスはマルコフ近似を無効にすることを強調する。
すべての可能なトポロジの包括的解析を通して、方向性結合は固有の非相互移動を意味することを観察する。
この非相互性はジャイロスコープの利点を従来の設計と比較し,信号対雑音比と感度を両立させる。
特筆すべきは、ノイズによって無視されるであろう出力信号の抽出を可能にすることである。
その結果,多点結合系と非相互性を持つ系は,量子センシング技術の進歩に有用な資源となることが示唆された。
関連論文リスト
- Towards Quantum Enhanced Adversarial Robustness with Rydberg Reservoir Learning [45.92935470813908]
量子コンピューティング貯水池(QRC)は、量子多体系に固有の高次元非線形力学を利用する。
近年の研究では、変動回路に基づく摂動量子は逆数の影響を受けやすいことが示されている。
QR学習モデルにおける対向的堅牢性の最初の体系的評価について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-15T12:17:23Z) - A Clockwork Quantum: Symmetry, Noise, and the Emergence of Quantum Order [0.0]
オープン量子系におけるノイズ誘起同期とコヒーレンス保護について検討した。
ノイズ相関の対称性が制御パラメータとして機能し、対称モードや反対称モードを保護していることを示す。
これらの洞察は、古典的および量子的状態における同期の統一的な見方を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-25T14:59:03Z) - Quantum steering and entanglement for coupled systems: exact results [0.0]
両方向の純度と量子ステアリングの式を導出する。
超強結合状態においても量子ステアリングは完全に欠如していることを示す。
これらの結果は、レベルと結合強度が量子相関にどのように影響するかの理解を深める。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-11T14:14:10Z) - Squeezing oscillations in a multimode bosonic Josephson junction [0.4335300149154109]
一次元多モードボソニックジョセフソン接合における量子相関の強化方法を示す。
我々の研究は、多体システムの相互作用の自由度における工学的相関と絡み合いの新しい方法を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-05T23:29:05Z) - Autonomous coherence protection of a two-level system in a fluctuating
environment [68.8204255655161]
我々は、もともと、相互作用しない2レベルシステム(量子ビット)のアンサンブルから静的ドップラー拡大の効果を取り除くことを意図したスキームを再検討する。
このスキームははるかに強力であり、時間と空間に依存するノイズから単一(あるいはアンサンブル)量子ビットのエネルギーレベルを保護できることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-08T01:44:30Z) - Variational waveguide QED simulators [58.720142291102135]
導波管QEDシミュレータは1次元フォトニックバンドギャップ材料と相互作用する量子エミッタによって構成される。
ここでは、これらの相互作用がより効率的な変分量子アルゴリズムを開発するためのリソースとなることを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-03T18:55:08Z) - High-Order Qubit Dephasing at Sweet Spots by Non-Gaussian Fluctuators:
Symmetry Breaking and Floquet Protection [55.41644538483948]
非ガウスゆらぎによるqubit dephasingについて検討した。
非ガウス雑音に特有の対称性破壊効果を予測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-06T18:02:38Z) - Acoustically induced coherent spin trapping [0.0]
ハイブリッドスピンオプトメカニカル量子システムは、高い柔軟性、積分性、量子科学と技術への適用性を提供する。
オンチップ表面音響波(SAW)は、原子スケール、色中心量子ビットの基底状態(GS)におけるスピン遷移を効率的に駆動することができる。
光励起状態 (ES) におけるひずみ誘起スピン相互作用は、GS内のスピン相互作用の2桁を超えることが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-07T09:32:02Z) - 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) - Zitterbewegung and Klein-tunneling phenomena for transient quantum waves [77.34726150561087]
我々は、Zitterbewegung効果が、長期の極限における粒子密度の一連の量子ビートとして現れることを示した。
また、点源の粒子密度が主波面の伝播によって制御される時間領域も見出す。
これらの波面の相対的な位置は、クライン・トンネル系における量子波の時間遅延を研究するために用いられる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-09T21:27:02Z)
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。