悬挂碳纳米管的量子态重构

我们提出并分析了一种实现悬挂碳纳米管 (CNT) 基本弯曲模态的相干控制与量子态重构的全机械方案。近旁的原子力显微镜 (AFM) 提供了一个单一、局部的 actuator，通过施加校准的、时变力量对 CNT 进行控制。在存在机械非谐性 (Duffing/Kerr) 时，这使得对最低振动跃迁实现谱选择性控制，从而支持 Rabi 振荡和 Ramsey 干涉等有效的两能级协议。相同的 actuator 还实现了用于 Wigner 函数 tomography via displaced-parity sampling 所需的相空间位移，从而在无光加热且无需专用芯片上微波驱动线的情况下统一了控制与 tomography。我们构建了显式脉冲序列和 master 方程框架，将可访问的信号连接到能量松弛与相干时间，并揭示了包括 Wigner 函数负区域在内的 parity-based 量子特征。该方法兼容多种 readiout 模式，包括基于 AFM 的直接检测和与超导电路耦合如 Cooper-pair box 和/或微波腔体。总体而言，这些技术为 mesoscopic 机械系统提供了完整的 population、coherence 与 parity 访问。这一最小方案为全机械量子控制和基于 single device 架构的能级分辨性脱耦合特征提供了实用路径。