論文の概要: Scalable spin-nematic squeezing in multi-level dipole-interacting Rydberg atom arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.00096v1
• Date: Thu, 30 Apr 2026 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-04 17:43:28.690892
• Title: Scalable spin-nematic squeezing in multi-level dipole-interacting Rydberg atom arrays
• Title（参考訳）: 多層双極子相互作用Rydberg原子アレイにおけるスケーラブルスピンネマティックスキューズ
• Authors: Sakshi Bahamnia, Thomas Bilitewski,
• Abstract要約: 光学的ツイーザに閉じ込められたライドバーグ原子の配列で自然に実現された3レベル(スピン-1)系におけるメロジカルに有用な絡み合いの生成について検討した。 この結果は、双極子相互作用を持つキューディット系におけるスケーラブルな絡み合い生成に向けて、よく研究された量子ビット設定を超えた最初の理論的ステップを構成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the generation of metrologically useful entanglement in a three-level (spin-1) system naturally realized in arrays of dipole-interacting Rydberg atoms confined in optical tweezers. In the spin-quadrupolar operator basis, the interaction Hamiltonian decomposes into effective SU(2) subspaces, within which quench dynamics from product initial states generate scalable spin-nematic squeezing. For symmetric interactions, we identify a mapping to effective one-axis twisting within bright and dark manifolds and demonstrate that the squeezing parameter scales as $ξ^{2}\propto N^{-2/3}$ ($ξ^{2}\propto N^{-0.5}$) with system size for all-to-all (two-dimensional dipolar) couplings. In both cases the quantum Fisher information reaches $F_Q\propto N^{2}$. For antisymmetric interactions supplemented by a microwave drive we find a distinct two-axis countertwisting mechanism. This results in squeezing $ξ^{2}\propto N^{-0.7}$ for all-to-all interactions and moderate squeezing for dipolar interactions in 2D. Our results constitute a first theoretical step beyond the well-studied qubit setting toward scalable entanglement generation in qudit systems with dipolar interactions, directly relevant to current Rydberg tweezer experiments.
• Abstract（参考訳）: 光学的ツイーザに閉じ込められた双極子相互作用のRydberg原子の配列で自然に実現された3レベル(スピン-1)系におけるメロジカルに有用な絡み合いの生成について検討した。 スピン四極作用素基底において、相互作用ハミルトニアンは有効SU(2)部分空間に分解され、そこでは積の初期状態からのクエンチダイナミクスがスケーラブルなスピンネマティックスキューズを生成する。 対称的相互作用について、明るい多様体と暗い多様体内の有効一軸ねじれへの写像を同定し、スクイージングパラメータが、すべての(2次元双極子)カップリングの系サイズで、$\^{2}\propto N^{-2/3}$$$$$\propto N^{-0.5}$としてスケールすることを示した。 どちらの場合も、量子フィッシャー情報は$F_Q\propto N^{2}$に達する。 マイクロ波駆動で補足された非対称相互作用では、異なる2軸の反発振機構が見つかる。 この結果、オール・ツー・オールの相互作用に対して$\^{2}\propto N^{-0.7}$をスクイーズし、2Dにおける双極子相互作用に対して適度なスクイーズを行う。 この結果は、現在のRydberg tweezer実験と直接関係のある双極子相互作用を持つキューディット系におけるスケーラブルな絡み合い生成に向けて、よく研究された量子ビット設定を超えた最初の理論的ステップを構成する。

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