[论文解读] Remote magnon-phonon entanglement in the waveguide-magnomechanics
该论文提出了一种混合波导-磁振-机械平台以产生远程磁振-声子纠缠,包括多模态和四模态纠缠,且由行进光子介导的耗散性磁振-磁振相互作用增强纠缠。
Generating long-distance quantum entanglement is crucial for advancing quantum information processing. In this work, we propose a protocol for generating remote magnon-phonon entanglement in a hybrid waveguide-magnomechanical system, where multiple spatially separated magnon modes couple to a common waveguide while interacting with their respective phonon modes. By applying tailored pulsed drives and engineering the magnomechanical interactions, our scheme enables the creation of diverse long-distance and dynamically stable entanglement. Beyond basic magnon-phonon two-mode entanglement, it supports genuine multimode entanglement between a single phonon and multiple magnons, bipartite entanglement between a single magnon and multiple phonons, as well as genuine four-mode entanglement involving two magnons and two phonons. Moreover, we show that dissipative magnon-magnon interactions mediated by traveling photons can generate substantially stronger remote entanglement than coherent couplings. Our work provides an experimentally feasible scheme for the remote generation of magnon-phonon entanglement.
研究动机与目标
- 生成用于量子网络与信息处理的长距离量子纠缠的动机。
- 在混合平台中探索磁振与声子的远程纠缠。
- 展示包括两模、多模和四模构型在内的多样化纠缠结构。
提出的方法
- 建模一个N个YIG球耦合到一个公共波导并耦合到它们的局部声学模态。
- 在大的稳态振幅周围线性化驱动的磁振机械动力学。
- 推导具有驱动增强的磁振机械耦合和波导介导磁振-磁振相互作用的线性化哈密顿量。
- 用量子朗之万方程描述系统并计算协方差矩阵的动力学。
- 通过对各种双分割和多模分割计算对数负性来量化纠缠。

实验结果
研究问题
- RQ1是否可以在远距离的磁振子和局部声子之间产生远程两模磁振-声子纠缠?
- RQ2波导介导的耗散耦合与相干耦合在远程纠缠生成中的比较如何?
- RQ3在两球或多球设定中可以实现何种形式的真实多模态和四模态纠缠?
- RQ4远程纠缠对失谐、温度和衰减参数的鲁棒性如何?
主要发现
- 远距离的磁振-声子两模纠缠可以在远端磁振子与局部声子之间生成并稳定。
- 由行进光子介导的耗散性磁振-磁振相互作用可以产生比相干耦合更强的远程纠缠。
- 实现了单一声子与多个磁振之间,以及单一磁振与多个声子之间的真实多模纠缠。
- 在合适的参数区间下,展示了涉及两个磁振和两个声子的真实四模纠缠。
- 纠缠对热噪声与去相位具有鲁棒性,最优相位(如耗散耦合)可提升LN。

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