論文の概要: Nonreciprocal quantum rotation sensing via virtual-excitation enhancement in a spinning cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.10984v1
- Date: Tue, 09 Jun 2026 15:23:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-10 15:40:58.580165
- Title: Nonreciprocal quantum rotation sensing via virtual-excitation enhancement in a spinning cavity
- Title（参考訳）: スピンキャビティにおける仮想励起増強による非相互量子回転検出
- Authors: Lu-Qi Yang, Yu-Meng Ren, Peng-Bo Li,
- Abstract要約: ハイブリッド光物質プラットフォームにおける回転角速度を推定するための非相互量子距離論的手法を提案する。
本研究は,量子回転センシングの資源として,非相互光マタードレッシングと仮想励起を利用するための経路を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7599579730158437
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum sensing with high precision and sensitivity plays an important role in quantum technologies and quantum information processing. Here, we propose a nonreciprocal quantum metrological scheme for estimating rotational angular velocity in a hybrid light-matter platform, where the setup consists of a spinning ring cavity coupled to a two-level system and an auxiliary bosonic mode. Through the Sagnac effect, the angular velocity is converted into a direction-dependent detuning, which modifies the effective light-matter dressing of the hybrid system. As a result, the angular velocity is encoded not only into the renormalized hybrid-mode spectrum, but also into the virtual excitations generated by ultrastrong coupling. These virtual excitations modify the polaritonic frequency response to rotation and enhance the quantum Fisher information (QFI) associated with angular velocity estimation, without requiring direct extraction of virtual excitations. Moreover, since the Sagnac-Fizeau shift enters the virtual-transition energy denominators, the metrological response becomes intrinsically different for opposite driving directions, leading to a tunable nonreciprocal sensitivity contrast. In addition, we also discuss a readout scheme and show that bundle emission coincidence counting can serve as an auxiliary direction-dependent readout channel. Our results provide a route toward exploiting nonreciprocal light-matter dressing and virtual excitations as resources for quantum rotation sensing.
- Abstract（参考訳）: 高精度で感度の高い量子センシングは、量子技術や量子情報処理において重要な役割を果たす。
本稿では,2レベル系と補助ボソニックモードに結合した回転リングキャビティで構成されるハイブリッド光マタプラットフォームにおいて,回転角速度を推定するための非相互量子メロジカル手法を提案する。
サニャック効果により、角速度は方向依存デチューニングに変換され、ハイブリッドシステムの効果的な光マタードレッシングを修正する。
その結果、角速度は正規化ハイブリッドモードスペクトルだけでなく、超強結合によって生成された仮想励起にも符号化される。
これらの仮想励起は、回転に対する分極周波数応答を変更し、仮想励起を直接抽出することなく、角速度推定に関連する量子フィッシャー情報(QFI)を強化する。
さらに、サニャック・フィゼオシフトは仮想遷移エネルギー分母に入るため、メトロジー応答は反対の駆動方向に対して本質的に異なるので、調整可能な非相互感度コントラストをもたらす。
また、読み出し方式についても論じ、バンドル発光の同時カウントが補助的な方向依存の読み出しチャネルとして機能することを示す。
本研究は,量子回転センシングの資源として,非相互光マタードレッシングと仮想励起を利用するための経路を提供する。
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