論文の概要: Quantum sensing composite excitations in an anisotropic ferromagnet via a qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.09463v1
- Date: Mon, 10 Aug 2026 11:32:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-11 19:16:37.224054
- Title: Quantum sensing composite excitations in an anisotropic ferromagnet via a qubit
- Title（参考訳）: 量子ビットによる異方性強磁性体中の量子センシング複合励起
- Abstract要約: 秩序磁石は本質的に圧縮された基底状態と、スピンと非古典的なマグノン数組成の絡み合いを特徴とするマグノン励起を持つ。
これらの非古典的磁気基底状態の下にある非固有モードマグノン数の重畳を検出する経路は、直接分散相互作用によってマグノンモードに結合された量子ビットを利用することで最近実証されている。
この量子ビット分光法は、励起状態の基盤となる量子重ね合わせを検出するために、この量子ビット分光法の性能と限界をさらに明確にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Ordered magnets harbor intrinsically squeezed ground states and magnonic excitations characterized by entanglement between spins and nonclassical magnon number composition. A pathway to detecting the superpositions of noneigenmode magnon number states underlying these nonclassical magnetic ground states has recently been demonstrated by utilizing a qubit coupled to the magnon mode via a direct dispersive interaction. Here, we theoretically develop this qubit spectroscopy further delineating the capabilities and limitations of this qubit spectroscopy for sensing the quantum superpositions that underlie the excited states. We demonstrate that the spectroscopy lends itself naturally to unraveling the superpositions that underlie the various quantized squeezed-magnon number states. However, excited states comprising superpositions of multiple squeezed Fock states become increasingly hard due to the large number of possible transitions, and resulting peaks, in the qubit spectroscopy thereby requiring qubits with narrower linewidths. Along the same lines, we theoretically demonstrate the qubit spectroscopy of a low amplitude coherent squeezed-magnon state analyzing the tradeoff between frequency crowding due to multiple transitions and peak linewidths. Our work lays the groundwork and design equations for deploying high-quality qubits towards sensing the composite nature of spin excitations in magnetic systems.
- Abstract（参考訳）: 秩序磁石は本質的に圧縮された基底状態と、スピンと非古典的なマグノン数組成の絡み合いを特徴とするマグノン励起を持つ。
これらの非古典的磁気基底状態の下にある非固有モードマグノン数の重畳を検出する経路は、直接分散相互作用によってマグノンモードに結合された量子ビットを利用することで最近実証されている。
ここでは、この量子ビット分光法を理論的に発展させ、励起状態を過小評価する量子重ね合わせを検知するためのこの量子ビット分光法の性能と限界をより明確にする。
我々は、分光法が自然に、様々な量子化された圧縮マグノン数状態を満たす重ね合わせを解き放つことを実証する。
しかし、複数の圧縮されたフォック状態の重畳を含む励起状態は、多くの遷移が可能であり、結果としてピークとなるため、より狭い直線幅を持つクォービットを必要とする。
同じ線に沿って、複数の遷移とピーク線幅による周波数混雑のトレードオフを解析し、低振幅コヒーレント圧縮マグノン状態の量子分光を理論的に示す。
我々の研究は、磁気系におけるスピン励起の合成的性質を検知するために、高品質な量子ビットをデプロイするための基礎と設計方程式を定めている。
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