論文の概要: Probing an electron spin ensemble with squeezed microwave signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.17490v1
- Date: Fri, 19 Dec 2025 11:59:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-22 19:25:54.368351
- Title: Probing an electron spin ensemble with squeezed microwave signals
- Title（参考訳）: マイクロ波信号による電子スピンアンサンブルの探索
- Authors: P. Oehrl, F. Fesquet, K. E. Honasoge, M. Handschuh, A. Marx, R. Gross, K. G. Fedorov, H. Huebl,
- Abstract要約: 電子スピン共鳴遷移とマイクロ波の伝播の相互作用を実験的に検討した。
圧縮マイクロ波とスピン励起の間に約61%の転送効率を観測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8177877302302039
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The efficient transfer of quantum states into a long-lived storage unit such as solid-state spin ensembles is widely recognized as a critical challenge with significant implications for quantum communication, sensing and computing applications. Here, we experimentally investigate the interaction of propagating squeezed microwaves with an electron spin resonance transition in order to evaluate the use of spin ensembles as quantum memories for GHz signals. We generate continuous variable microwave states with a squeezing of up to 5dB below the vacuum level and let this signal interrogate a spin ensemble, which is inductively coupled to a lumped element superconducting microwave resonator with a cooperativity of C=0.3. Analyzing this signal using Wigner tomography, we observe a transfer efficiency of around 61% between the squeezed microwaves and the spin excitation. We successfully model our experimental results with a dedicated steady-state model based on the quantum input-output formalism and provide guidance for design parameters required to enable spin-based quantum memories.
- Abstract（参考訳）: 固体スピンアンサンブルのような長寿命記憶ユニットへの量子状態の効率的な転送は、量子通信、センシング、計算アプリケーションにおいて重要な意味を持つ重要な課題として広く認識されている。
本稿では, マイクロ波の伝播と電子スピン共鳴遷移の相互作用を実験的に検討し, GHz信号におけるスピンアンサンブルを量子メモリとして用いることを評価する。
我々は、真空レベル以下で最大5dBの連続可変マイクロ波状態を生成し、この信号にスピンアンサンブルを問合せさせ、C=0.3の協調性を持つ超伝導マイクロ波共振器を誘導的に結合させる。
Wignerトモグラフィーを用いてこの信号を解析し、圧縮マイクロ波とスピン励起との間の61%の転送効率を観測した。
我々は、量子入力出力形式に基づく専用定常状態モデルで実験結果をモデル化し、スピンベース量子メモリの実現に必要な設計パラメータのガイダンスを提供する。
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