論文の概要: Optimal Control of Spin Squeezing in 2D Finite-Range Interacting Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.29737v1
- Date: Tue, 31 Mar 2026 13:36:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-01 15:25:03.686272
- Title: Optimal Control of Spin Squeezing in 2D Finite-Range Interacting Systems
- Title（参考訳）: 2次元有限線相互作用系におけるスピンスクイージングの最適制御
- Authors: Ang Li, Ling-Na Wu, Li You,
- Abstract要約: 双極子相互作用を持つ2次元XXモデルにおいて、強化スピンスクイーズを実現するための最適制御戦略を開発する。
単一の集合的逆場は、2軸ツイストベンチマークを上回り、相当なスケズング向上を達成するのに十分である。
我々は,ロータ-スピン波理論を境界条件に拡張し,デファスノイズを取り入れ,現実的なシステムのためのスケーラブルな枠組みを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.076220152903641
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spin squeezing serves as both a fundamental witness of quantum entanglement and a critical resource for quantum-enhanced metrology. While generating substantial spin squeezing in finite-range interacting systems remains challenging, such capability is important for advancing quantum technologies. In this work, we develop an optimal control strategy for achieving enhanced spin squeezing in a two-dimensional XX model with dipolar interactions. Leveraging rotor-spin-wave theory for periodic boundary conditions, we circumvent computational bottlenecks to explore control strategies at unprecedented scales. Remarkably, optimizing a single collective transverse field is sufficient to achieve substantial squeezing enhancement, exceeding the two-axis-twisting benchmark. The optimized control field achieves this breakthrough by dynamically suppressing inter-subspace mixing induced by the finite-range interactions, thereby confining the system evolution predominantly within the maximal spin subspace. We further extend rotor-spin-wave theory to open boundary conditions and incorporate dephasing noise, providing a scalable framework for realistic systems. Under these conditions, the optimized protocol remains effective, highlighting its robustness and suitability for experimental implementation.
- Abstract（参考訳）: スピンスクイージングは、量子絡みの基本的な証人であり、量子エンハンスド・メトロジーにとって重要な資源である。
有限領域相互作用系におけるスピンスキューズの生成は依然として困難であるが、量子技術の進歩にはそのような能力が重要である。
本研究では、双極子相互作用を持つ2次元XXモデルにおいて、強化されたスピンスクイーズを実現するための最適制御戦略を開発する。
周期境界条件に対するロータ-スピン波理論を活用することで、計算ボトルネックを回避し、前例のないスケールで制御戦略を探索する。
注目すべきは、単一の集合的横フィールドの最適化は、2軸ツイストベンチマークを超える、相当なスケズング向上を達成するのに十分である。
最適化された制御場は、有限範囲相互作用によって誘導される部分空間間混合を動的に抑制することにより、このブレークスルーを達成する。
我々はさらに、ロータ-スピン-波理論を境界条件の開放に拡張し、デフォーカスノイズを取り入れ、現実的なシステムのためのスケーラブルな枠組みを提供する。
これらの条件下では、最適化されたプロトコルは依然として有効であり、その堅牢性と実験的な実装に適していることを強調している。
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