論文の概要: Nonlocal Magnonic Cat States in Hybrid Magnon-Qubit Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.25643v1
• Date: Tue, 28 Jul 2026 12:28:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-29 20:50:42.83471
• Title: Nonlocal Magnonic Cat States in Hybrid Magnon-Qubit Architectures
• Title（参考訳）: ハイブリッドマグノン・クビットアーキテクチャにおける非局所マグノニックキャット状態
• Abstract要約: 本研究では,空間的に分離されたサブシステム間で共有される2部マグノニクス猫状態を生成するための絡み合いスワッピングプロトコルを提案する。 立方体上のベル状態測定を行うことにより、初期確立されたマグノン・クビットの絡み合いは、遠隔マグノンモードにコヒーレントに移動され、非局所マグノン猫状態となる。
• 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: The quantum superpositions of coherent states offer an alternative to the conventional qubit-based encodings by harnessing the large Hilbert space available in bosonic modes, including those realised in microwave and optical cavities, magnons, and mechanical resonators. Beyond their advantages for local information processing, establishing long-distance quantum networks for such bosonic states is crucial for scalable quantum communication and distributed quantum computation. In this work, we propose an entanglement-swapping-based protocol to generate a bipartite magnonic cat state shared between spatially separated subsystems. Each subsystem comprises a hybrid architecture consisting of a superconducting transmon qubit coupled to a yttrium iron garnet (YIG) sphere that supports magnon modes. By performing a projective Bell-state measurement on the qubits, the initially established magnon-qubit entanglement is coherently transferred to the remote magnon modes, resulting in a nonlocal magnonic cat state. For experimental characterisation of the gener- ated states, we perform quantum state tomography through reconstruction of the Wigner function using joint displaced parity measurements of the magnon modes. Our scheme provides a feasible route towards realising long-distance magnonic entanglement and contributes to the advancement of hybrid quantum network architectures.
• Abstract（参考訳）: コヒーレント状態の量子重ね合わせは、マイクロ波や光学キャビティ、マグノン、機械共振器など、ボソニックモードで利用可能な大きなヒルベルト空間を活用することで、従来のクビットベースの符号化に代わるものを提供する。 局所的な情報処理の利点の他に、そのようなボゾン状態に対して長距離量子ネットワークを確立することは、スケーラブルな量子通信と分散量子計算にとって重要である。 本研究では,空間的に分離されたサブシステム間で共有される二分割マグノニクス猫状態を生成するための絡み合いスワッピングに基づくプロトコルを提案する。 各サブシステムは、マグノンモードをサポートするイットリウム鉄ガーネット(YIG)球に結合された超伝導トランスモンキュービットからなるハイブリッドアーキテクチャで構成されている。 立方体上のベル状態測定を行うことにより、初期確立されたマグノン・クビットの絡み合いは、遠隔マグノンモードにコヒーレントに移動され、非局所マグノン猫状態となる。 生成子励起状態の実験的キャラクタリゼーションのために、マグノンモードの同時変位パリティ測定を用いて、ウィグナー関数の再構成による量子状態トモグラフィーを行う。 提案手法は,長距離磁気絡み合いの実現に向けた実現可能な経路を提供し,ハイブリッド量子ネットワークアーキテクチャの進展に寄与する。

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