論文の概要: Squeezing-enhanced dual-channel interference for ground-state cooling of a levitated micromagnet with low quality factor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.07531v1
- Date: Sat, 07 Feb 2026 13:00:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-10 20:26:24.672967
- Title: Squeezing-enhanced dual-channel interference for ground-state cooling of a levitated micromagnet with low quality factor
- Title（参考訳）: 低品質を有する浮遊マイクロマグネットの地中冷却のためのスケザリング強化二重チャネル干渉
- Authors: Lei Chen, Zhe-qi Yang, Liang Bin, Zhi-Rong Zhong,
- Abstract要約: 本稿では,スケザリング型量子干渉に基づく二チャネル冷却方式を提案する。
この冷却機構により, 地中冷却に必要な臨界$Q_c$を3桁削減できることが実証された。
本研究は, 冷却力学を積極的に制御することにより, マクロ量子状態の生成に向けた実現可能な経路を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.1817331365592345
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Cooling the center-of-mass (CM) motion of a macroscopic oscillator to its quantum ground state is a fundamental prerequisite for testing quantum mechanics at macroscopic scales. However, achieving this goal is currently hindered by the stringent requirement for an ultrahigh mechanical quality factor ($Q_c$). Here, we propose a dual-channel cooling scheme based on squeezing-enhanced quantum interference within a hybrid levitated cavity-magnomechanical system to overcome this limitation. By synergizing squeezing effects with quantum interference between the magnon-CM and cavity-CM channels, our scheme simultaneously suppresses Stokes (heating) scattering while enhancing anti-Stokes (cooling) scattering.~We demonstrate that this cooling mechanism reduces the critical $Q_c$ required for ground-state cooling by three orders of magnitude, making it achievable in the experimentally accessible regime of $Q_c \sim 10^4$. Furthermore, the net cooling rate is enhanced by nearly 180-fold compared to that of conventional single-channel cooling. This improvement is accompanied by a two orders of magnitude reduction in both the steady-state CM occupancy and the cooling time. Importantly, this enhanced performance remains robust even deep within the unresolved-sideband regime. Our results provide a feasible path toward preparing macroscopic quantum states by actively controlling the cooling dynamics, thereby relaxing the constraints on intrinsic material properties.
- Abstract（参考訳）: マクロ振動子の中心(CM)運動を量子基底状態に冷却することは、マクロスケールで量子力学をテストするための基本的な前提条件である。
しかし、この目標達成は、現在、超高機械的品質係数(Q_c$)の厳格な要求によって妨げられている。
本稿では, この制限を克服するために, 共振共振器-磁気力学系内における量子干渉に基づく二重チャネル冷却方式を提案する。
マグノン-CMチャネルとキャビティ-CMチャネル間の量子干渉によるスクイーズ効果を相乗化することにより、ストークス散乱を同時に抑制し、反ストークス散乱を増強する。
この冷却機構は, 地中冷却に要する臨界$Q_c$を3桁の精度で低減し, 実験で利用できる$Q_c \sim 10^4$で実現可能であることを実証した。
さらに, 従来の単チャネル冷却と比較して, ネット冷却速度は180倍近く向上した。
この改善には、定常CM占有率と冷却時間の両方において2桁のスケール縮小が伴う。
重要なことに、この強化された性能は未解決のサイドバンド体制の中でさえ頑健である。
本研究は, 冷却力学を積極的に制御し, 固有材料特性の制約を緩和することにより, マクロ量子状態の生成に向けた実現可能な経路を提供する。
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