論文の概要: Entanglement engineering in magnomechanical system via cross-Kerr interaction and mechanical parametric amplification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.21388v1
• Date: Fri, 19 Jun 2026 12:53:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 13:49:27.241222
• Title: Entanglement engineering in magnomechanical system via cross-Kerr interaction and mechanical parametric amplification
• Title（参考訳）: クロスカー相互作用とメカニカルパラメトリック増幅によるマグノメカニクス系の絡み合い工学
• Authors: E. Kongkui Berinyuy, P. Djorwé, A. N. Al-Ahmadi, H. Ardah, A. -H. Abdel-Aty,
• Abstract要約: キャビティ・マグノメカニクスにおける量子絡み合いは、現代の量子技術において幅広い応用がある。 本稿では,クロスカー非線形性とメカニカルパラメトリック増幅による量子エンタングルメントの生成と向上に関する理論的スキームを提案する。 結果は、量子情報処理、量子通信、量子計算タスクを含む現代の量子アプリケーションに有用である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement in cavity magnomechanical system has a wide range of applications in modern quantum technologies. In this work, we propose a theoretical scheme to generate and enhance quantum entanglement through cross-Kerr nonlinearity and mechanical parametric amplification (MPA) in a magnomechanical system. Our system is made of a magnonic mode that is simultaneously driving the acoustic phononic and the center-of-mass motion (CMM) phonon in a yttrium iron garnet sphere. The acoustic mode and the center-of-mass mechanical (CMM) mode are weakly coupled via the phonon hopping rate $J_m$. Moreover, the magnonic and phononic modes interact through cross-Kerr interaction, while the phononic mode is additionally driven via a Mechanical Parametric Amplification (MPA). Without the mechanical coupling ($J_m = 0$) and the MPA, the generation of entanglement among the subsystems requires a relatively strong effective cross-Kerr coupling. However, when phonon hopping and MPA are accounted, quantum entanglement can be generated even for weak values of the cross-Kerr coupling strength, revealing the key role of these interactions in the engineering of quantum correlations in our proposal. Furthermore, the related purity of the generated entangled states remains high for the same parameter's regime, revealing that the generated quantum entanglement is established without significantly increasing the mixing of the involved states in the system. Our work suggests how robust and stable quantum correlations can be engineered in magnomechanical structures based on nonlinear interactions. These results are useful for modern quantum applications including quantum information processing, quantum communication, and quantum computational tasks.
• Abstract（参考訳）: キャビティ・マグノメカニクスにおける量子絡み合いは、現代の量子技術において幅広い応用がある。 本研究では,磁気力学系におけるクロスカー非線形性と機械的パラメトリック増幅(MPA)による量子エンタングルメントの生成と向上に関する理論的スキームを提案する。 本システムは,イットリウム鉄ガーネット球内で音響音速とCMMフォノンを同時に駆動するマグノニックモードで構成されている。 音響モードとCMMモードは、フォノンホッピングレート$J_m$を介して弱結合される。 さらに、マグノニックモードとフォニックモードはクロスカー相互作用を介して相互作用し、フォニックモードはメカニカルパラメトリック増幅(MPA)を介してさらに駆動される。 メカニカルカップリング(J_m = 0$)とMPAがなければ、サブシステム間の絡み合いの発生は比較的強力なクロスカーカップリングを必要とする。 しかし、フォノンホッピングとMPAが説明されると、クロスカー結合強度の弱い値であっても量子絡み合いが生じ、量子相関の工学におけるこれらの相互作用の鍵となる役割が明らかになる。 さらに、生成した絡み合った状態の関連する純度は、同じパラメータの状態に対して高いままであり、生成した量子絡み合いは、系の関連する状態の混合を著しく増加させることなく確立される。 我々の研究は、非線形相互作用に基づくマグノメカニクス構造において、いかに頑健で安定した量子相関が構築できるかを示唆している。 これらの結果は、量子情報処理、量子通信、量子計算タスクを含む現代の量子アプリケーションに有用である。

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