Cooling of a Nanomechanical Resonator in the Presence of a Single Diatomic Molecule
我们提出了一个理论方案，通过驱动LC谐振腔的微波腔模耦合纳米机械谐振器到单个双原子分子。我们用Morse势描述双原子分子，并利用Fokker-Planck形式给出了相应的运动方程。得到了纳米机械谐振器的有效频率和有效阻尼的解析表达式。我们分析了双原子分子存在下纳米机械谐振器的基态冷却。结果证实，分子的存在改善了机械谐振器的冷却过程。最后，研究了分子参数对冷却机理的影响。
2015-02-28 quant-ph
Vacuum Rabi Splitting in Nanomechanical QED System with Nonlinear Resonator
考虑到纳米机械谐振器与电荷量子比特耦合的本征非线性，研究了纳米机械QED（量子比特谐振器）系统中的真空拉比分裂效应。一个驱动的非线性Jaynes-Cummings模型描述了这个量子比特谐振器系统的动力学。利用量子回归定理和主方程方法，解析地计算了两次关联谱。在弱驱动极限下，这些分析结果阐明了驱动强度和非线性参数对相关谱的影响。此外，数值计算证实了这些分析结果。
2016-03-01 quant-ph
On frequency errors of nanomechanical-resonators-based-on quantum computing
我们研究了单个振荡器的频率误差对基于纳米机械谐振器的量子计算可扩展性的影响。我们用数值方法给出了由于频率移动而引起的量子操作保真度的变化。我们提出了一种方法来完美地补偿这些负面影响。我们的方法是强大的任何大的频率误差。
2011-06-11 quant-ph
Temporal Behavior of Rabi Oscillation in Nanomechanical QED System with a Nonlinear Resonator
在由一个电荷量子比特和一个非线性纳米机械共振器组成的纳米机械QED系统中，我们研究了非线性Jaynes-Cummings模型中Rabi振荡的时间行为。利用微观主方程方法，我们求解了描述该模型的密度算符的时间演化。计算了电荷量子比特激发态的几率。这些解析计算显示了量子比特-谐振器系统的两个不同激发态的非线性参数和衰减率对拉比振荡的时间振荡和衰减的影响。
2015-10-28 quant-ph
Kerr nonlinearities and nonclassical states with superconducting qubits and nanomechanical resonators
我们提出了使用超导电荷量子比特电容耦合到两个谐振纳米机械谐振器，以产生Yurke-Strongly状态，即可区分的相干态对180 $^\circ$彼此异相的量子叠加。这是通过有效地实现克尔非线性诱导通过在一个谐振器中的强外部驱动场的应用。我们还简单地研究了耗散对我们方案的影响，并计算了所产生态的保真度和纯度的下界。我们的程序，以实现克尔非线性在这个系统中可以用于高精度测量纳米机械谐振器。
2009-06-16 quant-ph
Flexible Integration of Gigahertz Nanomechanical Resonators with a Superconducting Microwave Resonator using a Bonded Flip-Chip Method
本研究提出电流键合倒装芯片方法，实现吉赫兹纳米机械谐振器与可调超导微波谐振器的强耦合，在低温下获得约15 MHz耦合强度，为可即插即用的复杂杂化量子系统架构奠定基础。
2023-04-26 quant-ph
Phonon Josephson Junction with Nanomechanical Resonators
我们研究了两个耦合非线性纳米机械共振器之间的相干声子振荡和隧穿。我们发现，两个纳米机械谐振器之间的耦合创建一个有效的声子约瑟夫森结，表现出两种不同的动力学行为：约瑟夫森振荡（声子拉比振荡）和宏观自陷（声子封锁）。自陷源于机械非线性，这意味着当非线性超过其临界值时，两个谐振器之间的能量交换被抑制，并且它们之间的声子约瑟夫森振荡被完全阻断。导出了声子约瑟夫森结的有效经典哈密顿量，并在相空间中研究了其平均场动力学。最后，我们研究了由平均条纹可见度量化的声子-声子相干性，并表明两个共振器之间的相互作用可能导致声子结中相干性的损失。
2016-03-07 quant-ph
Qubit-induced phonon blockade as a signature of quantum behavior in nanomechanical resonators
通过检测飞秒尺度的位移来观察量子化的纳米机械振荡对实验者来说是一个重大的挑战。我们建议，声子封锁可以作为纳米机械谐振器中的量子行为的签名。与光子阻塞和电子的库仑阻塞类似，声子阻塞的主要思想是当非线性振子中有一个声子时，第二个声子不能被激发。为了实现声子封锁，超导量子二能级系统耦合到纳米机械谐振器，并用于诱导声子自相互作用。利用蒙特卡罗模拟，利用Cahill-Glauber $s$参数化的准概率分布研究了诱导非线性振子的动力学行为.我们展示了如何振荡的谐振器可以发生在量子制度，并演示了如何可以观察到的声子封锁与目前可访问的实验参数。
2010-06-18 quant-ph
Enhanced electromechanical coupling of a nanomechanical resonator to coupled superconducting cavities
研究了双模压缩微波源驱动下纳米机械谐振器和两个参数耦合超导共面波导腔之间的机电耦合。我们表明，通过谐振腔与腔Bogoliubov模的选择性耦合，辐射压力型耦合可以大大增强几个数量级，从而实现单光子强耦合。这使得一些有趣的现象，如光子阻塞效应和非经典量子态的机电系统的产生的调查。
2016-01-25 quant-ph
We analyze the quantum information processing capability of a superconducting transmon circuit used to mediate interactions between quantum information stored in a collection of phononic crystal cavity resonators. Having only a single processing element to be controlled externally makes this approach significantly less hardware-intensive than traditional architectures with individual control of each qubit. Moreover, when compared with the commonly considered alternative approach using coplanar waveguide or 3d cavity microwave resonators for storage, the nanomechanical resonators offer both ver…
2018-08-24 quant-ph
Quantum logic gates with controllable and selective interaction for superconducting charge qubits via a nanomechanical resonator
在本文中，我们提出了一个方案，实现两个量子位逻辑门的可控和选择性的相互作用在一个可扩展的超导电路的电荷量子位。纳米机械谐振器被用作连接量子位的数据总线。指出利用数据总线可以实现量子比特之间的可控相互作用。结果表明，当系统中包含多个量子比特时，可以实现量子比特之间的选择性相互作用。
2008-03-30 quant-ph
Nonlinear quantum metrology using coupled nanomechanical resonators
我们考虑一个纳米机械模拟的非线性干涉仪，由两个平行的，弯曲的纳米机械谐振器，每个固有的Duffing非线性和它们之间的可切换分束器样耦合。我们计算的非线性强度可以估计的精度，并表明它的规模为$1/n^{3/2}$，其中$n$是平均声子数的初始状态。即使存在耗散，这一结果也成立，但假设能够测量纳米谐振器的正交分量。
2008-04-29 quant-ph
Cooling and squeezing the fluctuations of a nanomechanical beam by indirect quantum feedback control
我们研究了利用量子反馈控制纳米机械光束的冷却和压缩。在我们的模型中，纳米机械光束通过超导量子干涉器件（SQUID）耦合到传输线谐振器。从传输线谐振器的电磁场泄漏的测量使用零差检测。该测量信号然后用于设计量子反馈控制信号以驱动传输线谐振器中的电磁场。虽然控制施加在传输线谐振器上，但是该量子反馈控制信号通过感应梁谐振器耦合间接影响纳米机械梁的热运动，使得可以冷却和挤压梁的波动，使其接近标准量子极限。
2009-02-15 quant-ph
Ground state cooling of a nanomechanical resonator in the weak-confinement regime via quantum interference
讨论了耦合到超导磁通量子比特的纳米机械谐振器的基态冷却。我们表明，通过诱导量子干涉取消有害的载流子激发，基态冷却成为可能，在弱约束或非解决制度。量子位被建模为λ配置中的三能级系统，并且施加驱动通量使得量子位吸收光谱表现出电磁感应透明性，从而消除不需要的载流子激发。由于我们的基于干涉的方案允许应用强冷却场，因此可以实现快速有效的冷却。
2010-07-15 quant-ph
Generation of the superposition of mesoscopic states of nano-mechanical resonator by a single two-level system
我们提出了基于测量的纳米机械谐振器运动态叠加的条件生成。我们考虑一个通过声子交换与纳米机械谐振腔耦合的二能级量子力学系统。通过两个谐振激光器驱动量子比特来实现相互作用，该相互作用根据量子比特的状态在纳米机械谐振器的状态中产生移位。对量子力学系统态的测量产生了纳米机械谐振器的叠加态。我们证明了叠加态间的量子干涉可以导致谐振腔中任意大的位移。我们还利用维格纳函数讨论了生成态的退相干。
2017-04-10 quant-ph
Cooling of Nanomechanical Resonator Based on Periodical Coupling to Cooper Pair Box
提出并研究了一种基于库珀对盒（CPB）周期耦合的纳米机械谐振器（NAMR）的主动冷却机制，该机制通过设计一系列穿过CPB的磁通量脉冲来实现。当NAMR的初始声子数不太大时，这种冷却方案有效地将声子数降低了2到3个数量级。我们的方案在理论上对各种单模玻色子系统的冷却具有普遍性。它可以具体推广到制备NAMR的非经典态。
2005-10-31 quant-ph
Entangling optical and microwave cavity modes by means of a nanomechanical resonator
我们提出了一个方案，能够产生平稳的连续变量纠缠之间的光学和微波腔模通过它们与微机械谐振器的共同相互作用。我们表明，当两个腔强烈驱动一个可以产生任何对的三方系统之间的二分纠缠，并且，由于纠缠共享，光-微波纠缠是有效地产生在微波-机械和光-机械纠缠的代价。
2011-10-16 quant-ph
Entangled-state generation and Bell inequality violations in nanomechanical resonators
我们从理论上研究的条件下，多模纳米机械谐振器，作为一个纯粹的机械参量振荡器，可以驱动到高度非经典状态。我们发现，当器件可以被冷却到接近基态，并且满足一定的模式匹配条件时，可以在量子纠缠态中制备出不同的谐振腔模式，这些模式利用零差正交测量违反了贝尔不等式。我们分析了这种贝尔不等式违规的参数制度，虽然实验上具有挑战性，我们相信，实现这样的国家是触手可及的。这是一个典型的量子光学实验的重新想象，通过使用代表有形机械振动的声子。
2014-02-20 quant-ph
Controllable coupling between a nanomechanical resonator and a coplanar-waveguide resonator via a superconducting flux qubit
我们研究了由一个共面波导（CPW）谐振器和一个纳米机械谐振器（NAMR）组成的三重量子系统，其中通量量子比特与两个谐振器都有很大的失谐。通过幺正变换和二阶近似，我们得到了一个强的和可控的（即，磁场依赖）NAMR和CPW谐振器之间的有效耦合。由于强耦合，从共面波导谐振腔的电压涨落谱中可以观察到真空拉比分裂。我们进一步研究了单光子输运的性质，从反射率或等效的透射率推断。我们发现，反射率和相应的相移光谱都表现出由于真空拉比分裂的窄谱特征的双峰。通过调节外部磁场，反射率和相移可以分别从0变化到1和从$-π$变化到$π$。结果表明，这种混合量子系统可以作为量子路由器。
2015-09-22 quant-ph
Tunable pulse delay and advancement in a coupled nanomechanical resonator-superconducting microwave cavity system
从理论上研究了强泵浦场作用下弱探测场在纳米机械谐振腔-超导微波腔耦合系统中的传输。利用标准的输入输出理论，我们发现，只要抽运场与腔共振的失谐量适当，在这种耦合系统中，探测场既可以出现脉冲延迟（慢光效应），也可以出现脉冲超前（快光效应）。延迟（提前）的幅度可以通过调节泵浦场的功率来连续调谐。该技术在微波移相器、延迟线等方面具有很大的应用潜力。
2010-12-16 quant-ph
Strong Coupling between a Topological Qubit and a Nanomechanical Resonator
我们描述了一个方案，使一个强的拓扑量子比特和磁化纳米机械谐振器的量子化运动之间的相干耦合。这种耦合是通过在量子相位控制器下将磁性尖端阵列连接到纳米机械谐振器来实现的，该量子相位控制器相干地控制拓扑量子比特的能隙。结合单量子比特的旋转，强耦合使得拓扑和机械量子比特的混合系统上的任意幺正变换成为可能，并且可能为拓扑和光学量子比特之间的量子信息传递铺平道路。数值模拟结果表明，拓扑量子比特和机械量子比特之间的量子态传输和纠缠分布可以实现高保真度。
2013-01-19 quant-ph
Amplifying Two-Mode Squeezing in Nanomechanical Resonators
提出结合参量放大与双音激光控制的协同方案，通过红失谐冷却、量子态转移及蓝失谐诱导位移压缩，显著增强纳米机械谐振器的双模压缩并抵抗热噪声。
2025-08-26 quant-ph
Displacemon electromechanics: how to detect quantum interference in a nanomechanical resonator
我们介绍了'displacemon'机电架构，包括振动纳米梁，例如碳纳米管，通量耦合到超导量子位。该平台可以实现强耦合甚至超强耦合，从而实现各种量子协议。我们使用这个系统来描述一个协议，用于生成和测量纳米机械谐振器的两个轨迹之间的量子干涉。该方案使用一系列量子位操作和测量来冷却谐振器，应用有效的衍射光栅，并测量产生的干涉图案。我们模拟了一个现实的系统组成的一个振动的碳纳米管作为一个超导量子位结的协议，我们证明了产生一个空间上不同的量子叠加态的运动包含多个$10^6$核子的可行性。
2017-10-05 quant-ph
Entangling a nanomechanical resonator and a superconducting microwave cavity
我们提出了一个方案，能够纠缠在稳态的纳米机械谐振器与驱动超导共面波导的微波腔模式。纳米机械谐振器与波导的中心导体电容耦合，并且可以在高达数十毫开尔文的温度下实现静态纠缠。
2007-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing Nano-Mechanical QED Effects
我们提出并研究了一种“本征探测”的方法，在不引入任何外部探测器的情况下，在量子位纳米机械谐振器系统中模拟腔QED效应。这种金属纳米机械谐振器在微弱的驱动电流作用下，可以作为本征探测器，既作为谐振腔又作为探测器。纳米机械谐振器两端电动势的相关谱表明了腔QED效应。利用量子回归定理和微扰理论，我们解析地计算了相关谱。在弱驱动极限下，我们研究了驱动强度以及电荷量子比特与纳米机械谐振器之间的频率失谐对真空拉比分裂的影响。数值计算证实了我们的内在探测方法的有效性。
2009-02-15 quant-ph
Entanglement dynamics of two nitrogen vacancy centers coupled by a nanomechanical resonator
本文研究了由一个两端带有磁性尖端的双模纳米机械谐振器连接的两个相距较远的NV中心（金刚石中的氮空位）之间纠缠的时间演化。计算了作为纠缠度量的负性，发现两个自旋之间的纠缠随时间振荡，并且可以通过改变系统的参数来操纵。我们观察到了时间纠缠的突然死亡和周期性复苏的现象。为了研究量子退相干，我们实现了Lindblad主方程.尽管该模型很复杂，但在相当合理的假设下，该模型是可以解析求解的，并且表明退相干影响纠缠、突然消亡和时间上的复兴。
2017-01-18 quant-ph
Schroedinger Cat States of a Nanomechanical Resonator
提出了一种在纳米机械谐振腔和单库珀对盒（SCPB）耦合系统中产生大振幅薛定谔猫态和纠缠的方案，该方案不受耦合强度的限制.结果表明，共振腔和SCPB之间的纠缠可以通过光谱方法检测。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
We investigate the multi-phonon interactions in a hybrid system composed of a nitrogen-vacancy center and a mechanical resonator.We show that, through appropriate sideband engineering analogy to the Mollow or Lamb-Dicke dynamics, the enhanced nonlinear interactions can dominate the coupled system. As an example, we show the preparation of nonclassical states of the mechanical motion and explore the quantum correlation of $n$-phonon with the engineered dissipation,based on the large multi-phonon coupling strength attainable in this sideband structure. This work takes full advantage of the struc…
2019-08-10 quant-ph
Controlling the nonclassical properties of a hybrid Cooper pair box system and an intensity dependent nanomechanical resonator
我们采用一个更现实的处理，调查的熵和激发反转的耦合系统，由纳米机械谐振器和超导库珀对盒。该程序使用巴克-Sukumar模型在微波域中，认为纳米谐振器与时间相关的频率和两个子系统中存在的损失。有趣的结果被发现的时间演变的熵的每个子系统和激发反转的库珀对盒。还进行了比较，这两个子系统是更敏感的损失的存在。结果表明，适当选择所涉及的时间相关参数，使我们能够监测这两个功能的子系统，并可能提供潜在的应用，例如，非经典态的产生，量子通讯，量子光刻
2015-06-20 quant-ph
Generation of Squeezed States of Nanomechanical Resonators by Reservoir Engineering
纳米机械谐振器的非经典状态的实验演示仍然是一个悬而未决的任务。在本文中，我们展示了如何通过双色微波耦合到电荷量子比特来冷却谐振腔并将其驱动到压缩态。稳态振荡器状态在正交分量之一中表现出降低的噪声，降低因子为0.5 - 0.2。这些值是针对Q值为10 $^4$至10 $^5$的100 MHz谐振器和T $\approx$ 25 mK的支撑温度获得的。我们证明了通过测量激发态的布居，与电荷量子比特的耦合也可以用来探测压缩态。此外，通过扩展该测量过程，可以执行谐振器状态的完整量子态层析成像。这提供了一个通用的工具来检测各种不同的状态，并证明纳米机械振荡器的量子性质。
2004-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomechanical-resonator-assisted induced transparency in a Cooper-pair-box system
我们提出一个方案来证明电磁感应透明（EIT）的超导库珀对盒耦合到纳米机械谐振器的系统。在该方案中，纳米机械谐振器起着重要的作用，为库珀对盒贡献额外的辅助能级，使得EIT现象可以在这样的系统中实现。我们称之为共振辅助诱导透明（RAIT）。该RAIT技术提供了一种在实际实验中测量耦合纳米机械谐振器的物理特性（例如振动频率和衰减率）的检测方案。
2008-09-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Damping and decoherence of a nanomechanical resonator due to a few two level systems
我们考虑一个量子模型的纳米机械弯曲梁谐振器与浴包括几个阻尼隧穿二能级系统（TLS）的相互作用。与谐振器与欧姆自由振荡器浴双线性相互作用（例如，建模箝位损耗）相比，机械谐振器阻尼是振幅相关的，而机械位置状态的量子叠加的退相干仅微弱地依赖于它们的空间分离。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomechanical resonators with ultra-high quality factors have become a central element in fundamental research, enabling measurements below the standard quantum limit and the preparation of long-lived quantum states. Here, I propose that such resonators will allow the detection of electron and nuclear spins with high spatial resolution, paving the way to future nanoscale magnetic resonance imaging instruments. The article lists the challenges that must be overcome before this vision can become reality, and indicates potential solutions.
2022-09-12 physics.app-ph quant-ph
Phonon counting and intensity interferometry of a nanomechanical resonator
使用单光子探测的光学探针，我们已经进行了有效的声子计数测量的声发射和吸收过程中的纳米机械谐振器。应用这些测量在Hanbury布朗和Twiss设置，声子的纳米机械谐振器的相关性进行了探讨，从下面到上面的阈值的参数不稳定性，导致自振荡的谐振器。讨论的结果在“声子激光器”，并分析的灵敏度的声子计数技术。
2014-10-04 physics.optics quant-ph
Generating the Schrodinger cat state in a nanomechanical resonator coupled to a charge qubit
我们提出了一个方案，用于产生薛定谔猫态的几何操作的基础上，通过纳米机械谐振器耦合到超导电荷量子比特。由两个强经典场驱动的电荷量子比特与纳米机械谐振器的高频声子模式相互作用。在操作过程中，电荷量子比特没有经历真正的跃迁，而纳米机械谐振器的声子模式在相空间中沿着不同的路径移动，这取决于电荷量子比特的状态，这产生了薛定谔猫态。考虑环境噪声的影响，证明了该方案的鲁棒性，并讨论了该方案的可行性。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analogue of Cavity QED for Coupling between Spin and Nanomechanical Resonator
我们描述了一个腔QED模拟的自旋和纳米机械谐振器与磁尖的耦合系统。对于量子化纳米机械谐振器，用于该耦合系统的自旋玻色子模型可以指Jaynes-Cummings（JC）或反JC模型。这些观测结果预示了一些量子光学现象，如纳米机械谐振器在准经典态下制备时的单振荡模式中的压缩和“振荡-复苏”。通过调制RF磁场的相位，可以在JC和反JC模型之间切换系统，这为单自旋的检测提供了潜在的协议。还分析了阻尼机理。
2006-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collectivity-assisted ground state cooling of a nanomechanical resonator
我们讨论了冷却的纳米机械谐振器的机械基态耦合到一个集体系统的两个相互作用的通量量子比特。我们发现，集体至关重要地改善冷却两种机制。首先，冷却过渡通过子辐射迪克状态进行，并且这些子辐射状态的减小的线宽抑制散射和环境对最终声子数的贡献。第二，有害的载流子激发而不改变谐振器的运动被集体能量转移抑制。
2009-12-10 cond-mat.supr-con quant-ph
Hole burning in a nanomechanical resonator coupled to a Cooper pair box
我们提出了一个计划，以创建一个纳米机械谐振器的激发的统计分布中的孔。它采用了一个可控的耦合之间的这个系统和一个库珀对盒。计算了成功概率和保真度，并与原子-光场系统中不同方案的成功概率和保真度进行了比较。作为一个应用，我们展示了如何使用烧孔方案制备（低激发）Fock态。
2011-04-18 physics.comp-ph quant-ph
Ground state cooling of nanomechanical resonator via parametric linear coupling
我们提出了一种用于与LC振荡器线性耦合的纳米机械谐振器的基态冷却方案。线性耦合，当在红色失谐周期性调制时，将低频纳米机械模式上转换为高频LC振荡器模式，并产生反作用力，该反作用力可以将谐振器冷却到其在分辨边带区域中的基态。我们还研究了量子反作用噪声对线性耦合中的反转项所引起的冷却的影响。该方案可与原子系统的激光冷却相媲美，并可在超导电路中实现。
2008-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlling Excitations Inversion of a Cooper Pair Box Interacting with a Nanomechanical Resonator
我们研究了含时失谐对库珀对盒与纳米机械共振器相互作用的激发反转的影响。该方法采用阻尼Jaynes-Cummings模型，假设不同的衰减率的库珀对盒和各种固定和t依赖的失谐。它示出，而存在的阻尼加常数失谐破坏崩溃/复苏的效果，方便的选择时间依赖性失谐允许一个重建这样的事件在一个完美的方式。它还表明，纳米机械谐振器的平均激励是更强大的对阻尼的库珀对盒方便的值的t依赖失谐。
2011-06-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Nondemolition Measurement of Discrete Fock States of a Nanomechanical Resonator
本文从理论上研究了一种集成纳米机械谐振器和LC谐振器的射频超导干涉装置。通过应用绝热和旋转波近似，我们得到一个有效的哈密顿量，管理的机械和LC谐振器的动力学。该哈密顿量中的非线性项可用于对纳米机械谐振器的Fock态进行量子非破坏测量。我们解决的实验实施的可行性，并表明，非线性耦合可以足够强，允许检测离散的机械Fock状态。
2007-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Laser cooling of a nanomechanical resonator mode to its quantum ground state
我们表明，它是可能的冷却纳米机械谐振器模式到其基态。所提出的技术是基于嵌入的量子点的声子边带的共振激光激发。边带耦合的强度直接由量子点光学跃迁的初态和终态的电子-声子耦合之间的差异决定。我们所描述的技术的可能应用包括产生非经典状态的机械运动。
2003-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Continous Measurement of the Energy Eigenstates of a Nanomechanical Resonator without a Non-Demolition Probe
我们表明，它是可以执行一个连续的测量，不断项目的纳米谐振器到其能量本征态，采用线性耦合与两个状态系统。这种技术使得有可能执行的测量，通过耦合到一个库珀对盒和超导传输线谐振器暴露的谐振器的量子性质。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Feedback cooling of a nanomechanical resonator
冷却，低损耗纳米机械谐振器提供了直接观察介观系统的量子动力学的前景。然而，现有技术需要冷却到毫开尔文状态以便观察量子效应。在这里，我们提出了一种主动反馈策略的基础上连续观察的谐振器位置的目的，获得这些低的温度。此外，我们将其应用到一个实验上可实现的配置，其中的位置监测是由一个单电子晶体管。我们的估计表明，以目前的技术，这种技术很可能使所需的低温触手可及。
2003-02-26 cond-mat quant-ph
Spin-mechanics studies interactions between spin systems and mechanical vibrations in a nanomechanical resonator and explores their potential applications in quantum information processing. In this tutorial, we summarize various types of spin-mechanical resonators and discuss both the cavity-QED-like and the trapped-ion-like spin-mechanical coupling processes. The implementation of these processes using negatively charged nitrogen vacancy and silicon vacancy centers in diamond is reviewed. Prospects for reaching the full quantum regime of spin-mechanics, in which quantum control can occur at t…
2020-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Damping and decoherence of Fock states in a nanomechanical resonator due to two level systems
我们数值研究了耦合到环境中的机械谐振器模式的初始量子Fock态的衰减及其叠加，该环境包括相互作用，阻尼隧穿两能级系统（TLS）缺陷。一个，三个，和六个近共振的情况下，相互作用的TLS的依次被认为是和它被发现，谐振器显示欧姆浴一样的衰减行为与少至三个TLS的。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Reading, writing and squeezing the entangled states of two nanomechanical resonators coupled to a SQUID
我们研究了一个系统的两个纳米机械谐振器嵌入在一个直流SQUID。我们表明，电感耦合谐振器可以被视为两个纠缠的量子存储器元件的状态，可以读取，或写上采用SQUID作为位移检测器或开关额外的外部磁场，分别。本文提出了一种压缩谐振腔偶模态的方案，从而降低了SQUID中磁通量测量的噪声。最后利用量子主方程分析了耗散对压缩的影响，并定性地给出了弱阻尼区和强阻尼区的不同表现。我们的预测可以用目前的实验能力来检验。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
We present a hybrid quantum system composed of a magnetic vortex and a nanomechanical resonator. We show that the gyrotropic mode of the vortex can coherently couple to the quantized mechanical motion of the resonator through magnetic interaction. Benefiting from the topologically protected properties and the low damping of vortices, as well as the excellent coherent features of nanomechanical resonators, the proposed system can achieve strong coupling and even the ultrastrong coupling regime by choosing appropriate parameters. In combination with other quantum systems, such as a nitrogen-vaca…
2023-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Classical to Quantum Transition of a Driven Nonlinear Nanomechanical Resonator
我们寻求的第一个迹象表明，纳米机电系统（NEMS）进入量子域，因为它的质量和温度降低。我们发现他们通过研究从经典到量子行为的驱动非线性Duffing谐振腔的过渡。运动方程的数值解，在谐振器的谐振腔的谐振区，表明量子维格纳函数逐渐偏离相应的经典相空间概率密度。由于非线性而产生的这些明显差异可以作为实验证据，在不久的将来，NEMS谐振器正在进入量子领域。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum entanglement between a nonlinear nanomechanical resonator and a microwave field
我们考虑一个理论模型的非线性纳米机械谐振器耦合到超导微波谐振器。纳米机械谐振器以其谐振频率的两倍被参数化地驱动，而超导微波谐振器以频率相差等于参数化驱动频率的量的两个音调被驱动。我们证明了该系统的半经典近似具有一个有趣的不动点分支结构。在半经典动力学中，从稳定的不动点到极限环的过渡被观察到，从正到负的失谐。我们发现，这种分叉结构的签名也存在于全耗散量子系统，并进一步表明，它导致的纳米机械谐振器和微波腔之间的混合态纠缠的耗散量子系统，是一个最大的接近半经典分岔。给出了半经典极限环的量子签名。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Detecting quantum-coherent nanomechanical oscillations using the current-noise spectrum of a double quantum dot
我们考虑一个纳米机械谐振器耦合到一个双量子点。我们演示了如何通过双量子点的有限频率电流噪声谱可以用来区分附近的纳米机电谐振器中的经典和量子行为。我们还展示了如何全频电流噪声谱上的组合双量子点谐振器的能量谱的重要信息。最后，我们指出了腔的量子态被压缩的区域，并研究了互相关的电子-声子电流噪声。
2008-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pulsed optomechanical measurements enable squeezing, non-classical state creation and backaction-free sensing. We demonstrate pulsed measurement of a cryogenic nanomechanical resonator with record precision close to the quantum regime. We use these to prepare thermally squeezed and purified conditional mechanical states, and to perform full state tomography. These demonstrations exploit large photon-phonon coupling in a nanophotonic cavity to reach a single-pulse imprecision of 9 times the mechanical zero-point amplitude $x_\mathrm{zpf}$. We study the effect of other mechanical modes which lim…
2018-12-23 physics.optics quant-ph
Probing tiny motions of nanomechanical resonators: classical or quantum mechanical?
我们提出了一种光谱方法来探测纳米机械谐振器（NAMR）的微小振动，这可能会揭示经典或量子行为取决于退相干诱导环境。我们的建议是基于在超导传输线谐振器（TLR），这是{ \it间接}耦合到NAMR通过一个可控的约瑟夫森量子比特作为量子换能器的电压波动谱的检测。NAMR的经典（量子力学）振动引起量子位能级的对称（非对称）斯塔克位移，这可以通过TLR中的电压波动来测量。因此，NAMR的运动，包括它是否是量子力学的，可以通过检测TLR的电压波动谱来探测。
2006-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Controllable Coupling between Flux Qubit and Nanomechanical Resonator by Magnetic Field
我们提出了一种将纳米机械谐振器的量子化模式耦合到超导约瑟夫森结（或相位滑移）通量量子比特回路中的持续电流的有源机制。该耦合由外部耦合磁场独立控制。整个系统在强耦合极限下形成了一种新的固态腔量子电动力学（QED）结构。该结构可用于演示量子光学现象和相干操纵量子比特进行量子信息处理。这种耦合机制适用于更一般的超导约瑟夫森结系统是多能级系统的情况，并讨论了实验实现中的实际问题。
2007-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
