論文の概要: Taming a macroscopic free mass through continuous quantum measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.03159v1
• Date: Mon, 02 Nov 2026 14:03:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-06 12:58:03.84018
• Title: Taming a macroscopic free mass through continuous quantum measurement
• Title（参考訳）: 連続量子計測によるマクロ自由質量のモデリング
• Abstract要約: 我々は, 例外的な環境隔離を施した1ミリグラムの浮遊ロータを自由粒子系で動作させることに成功している。 その結果, エントロピー温度が140nK以下の条件条件条件が得られた。 これは、以前に卓上光学実験で達成された温度より2桁低い温度である。
• 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 free particle is the most elementary dynamical system in quantum mechanics. Despite remarkable progress in quantum control of increasingly massive solid-state mechanical oscillators, the analogous control of the free-particle counterpart has remained elusive. Dissipation and environmental noise have prevented such control in the inherently low-frequency domain of free-particle dynamics---a regime of growing importance for quantum sensing and tests of fundamental physics. Here we realize a suspended 1-milligram rotor operating in the free-particle regime with exceptional environmental isolation. Combining this isolation with a low-noise measurement architecture, we directly resolve thermal fluctuations in the motion associated with a damping rate of only 7~nHz. Through continuous quantum measurement of the rotor, we localize its otherwise unconfined motion, obtaining conditional states with entropic temperatures as low as 140~nK as a quantitative measure of control in the free-particle regime. This is two orders of magnitude below temperatures previously achieved in tabletop optomechanical experiments. We demonstrate immediate utilities of the new operating regime, setting new constraints on modifications of quantum mechanics and benchmarking inferred entanglement-to-decoherence rate ratios nearly two orders of magnitude beyond the state of the art for tests of gravity at the quantum-classical interface.
• Abstract（参考訳）: 自由粒子は量子力学において最も基本的な力学系である。 巨大固体の機械振動子の量子制御の著しい進歩にもかかわらず、自由粒子の同様の制御はいまだに解明されていない。 散逸と環境騒音により、自由粒子力学の本質的に低周波領域におけるこのような制御が妨げられ、量子センシングと基礎物理学のテストの重要性が高まっている。 ここでは, 例外的な環境隔離をともなう自由粒子系において, 1ミリグラムの浮遊ロータが動作していることを確認した。 この分離と低雑音測定アーキテクチャを組み合わせることで、減衰速度がわずか7〜nHzの運動の熱ゆらぎを直接解決する。 ローターの連続的な量子測定により、その不確実な運動を局所化し、自由粒子系における制御の定量的尺度として、エントロピー温度が140〜nKの条件状態を得る。 これは、以前に卓上光学実験で達成された温度より2桁低い温度である。 我々は,量子力学の修正に対する新たな制約を設定し,量子-古典的界面における重力試験の最先端を超える2桁のエンタングルメント-デコヒーレンス比を推定する。

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