Tuneable Gaussian entanglement in levitated nanoparticle arrays
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15310%2F22%3A73615337" target="_blank" >RIV/61989592:15310/22:73615337 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://www.nature.com/articles/s41598-022-26450-1.pdf" target="_blank" >https://www.nature.com/articles/s41598-022-26450-1.pdf</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41534-022-00661-w" target="_blank" >10.1038/s41534-022-00661-w</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Tuneable Gaussian entanglement in levitated nanoparticle arrays
Popis výsledku v původním jazyce
Optically levitated nanoparticles emerged as an interesting platform for probing fundamental physics. Quantum control of their motion (including potential shaping) predisposes them for emulating various physical systems and studying quantum phenomena with massive objects. Extending these capabilities to quantum many-body systems requires feasible strategies to couple and entangle nanoparticles directly or via an optical bus. We propose a variable, deterministic scheme to generate Gaussian entanglement in the motional steady state of levitated nanoparticles using coherent scattering. Coupling multiple nanoparticles to a common cavity mode allows cooling of a collective Bogoliubov mode; cooling multiple Bogoliubov modes (by trapping each nanoparticle in multiple tweezers, each scattering into a separate cavity mode) removes most thermal noise, leading to strong entanglement. Numerical simulations for three nanoparticles show great tuneability of entanglement with realistic experimental parameters. Our proposal paves the way towards complex motional quantum states for advanced quantum sensing protocols and many-body quantum simulations.
Název v anglickém jazyce
Tuneable Gaussian entanglement in levitated nanoparticle arrays
Popis výsledku anglicky
Optically levitated nanoparticles emerged as an interesting platform for probing fundamental physics. Quantum control of their motion (including potential shaping) predisposes them for emulating various physical systems and studying quantum phenomena with massive objects. Extending these capabilities to quantum many-body systems requires feasible strategies to couple and entangle nanoparticles directly or via an optical bus. We propose a variable, deterministic scheme to generate Gaussian entanglement in the motional steady state of levitated nanoparticles using coherent scattering. Coupling multiple nanoparticles to a common cavity mode allows cooling of a collective Bogoliubov mode; cooling multiple Bogoliubov modes (by trapping each nanoparticle in multiple tweezers, each scattering into a separate cavity mode) removes most thermal noise, leading to strong entanglement. Numerical simulations for three nanoparticles show great tuneability of entanglement with realistic experimental parameters. Our proposal paves the way towards complex motional quantum states for advanced quantum sensing protocols and many-body quantum simulations.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2022
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
npj Quantum Information
ISSN
2056-6387
e-ISSN
2056-6387
Svazek periodika
8
Číslo periodika v rámci svazku
1
Stát vydavatele periodika
GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska
Počet stran výsledku
10
Strana od-do
"151-1"-"151-10"
Kód UT WoS článku
000905651900001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85145214678