三维囚禁离子晶体中自旋运动耦合的参数放大
三维离子晶体为扩展囚禁离子系统在“量子传感”与“量子模拟”应用中的规模提供了途径。然而,在大规模晶体中构建相干的自旋-运动耦合与有效自旋-自旋相互作用,面临着由退相干和生成可观纠缠所需时间过长导致的技术挑战。本工作探索了通过参量放大加速三维晶体中这些相互作用的可能性,推导出适用于射频保罗阱与彭宁阱中任意维度晶体的自旋-运动耦合参量放大的普适哈密顿量。与低维晶体不同,研究发现三维晶体中自旋-自旋相互作用能否被保真(均匀)放大取决于自旋-运动耦合的物理实现方式。通过分析光频移门、相位不敏感型及相位敏感型Mølmer-Sørensen门,发现仅后者可在普通三维晶体中实现保真放大。研究还探讨了非均匀放大的有利应用场景,并重新评估了反向旋转项对参量放大的影响,发现其破坏性低于此前研究结论。
