Casimir-Lifshitz interaction between bodies integrated in a microelectromechanical/nanoelectromechanical quantum damped oscillator
Osipyan Institute of Solid State Physics RAS（俄罗斯科学院奥西皮扬固体物理研究所）
本文提出了一种理论，用于描述在宏观量子阻尼振荡器中嵌入的物体之间出现的类似Casimir力的分量，并展示了欧姆近似在扩展到电气电路中波动诱导力的集中元件描述中的重要性。
2026-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Quantum master equation for nanoelectromechanical systems beyond the wide-band limit
针对电子输运慢于振荡器频率的纳米机电系统，提出超越宽频带极限的完全量子主方程，与HEOM数值结果吻合且推导出符合实验特征的粒子流表达式。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Motional Entanglement with Trapped Ions and a Nanomechanical Resonator
我们研究了纳机电系统（NEMS）同时与两个单独囚禁的离子相互作用的纠缠功率。为了突出这种纠缠能力，我们考虑了一个特殊的制度，其中离子-离子耦合不会在系统中产生纠缠，并且任何由此产生的纠缠都将是NEMS作为纠缠设备的结果。我们研究了NEMS诱导的离子-离子二体纠缠以及离子+NEMS三体纠缠的动力学行为。我们在这个混合系统中发现了一些非常显著的现象。例如，一旦离子-NEMS耦合达到某个值，最初不相关并以相干态制备的两个捕获离子就可以通过与纳米机电谐振器（也以相干态制备）相互作用而变得纠缠，并且这可以通过NEMS设备上的外部电压门来控制。
2013-08-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Synchronization of two anharmonic nanomechanical oscillators
我们研究了基于非谐纳米机电谐振器的振荡器的同步。我们的实验实现允许前所未有的观察和控制参数的动态同步。我们发现实验数据和理论描述的反应耦合Duffing谐振器与完全饱和的反馈增益之间的定量协议。在同步状态下，我们证明振荡器的相位噪声显着降低，这对于传感器和时钟应用至关重要。我们的工作建立了从纳米机械谐振器构建的振荡器网络形成了一个理想的实验室，以研究其高品质因数，小占地面积，易于与现代电子信号处理技术的协同集成的同步。
2013-05-03 cond-mat.mes-hall
Anomalous current-electric field characteristics in transport through a nanoelectromechanical systems
本文建立适用于任意偏压、温度和机电耦合的 NEMS 全量子输运方法，揭示弱阻尼下机械运动与库仑阻塞导致的低偏压反常电流-电场特性。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
A tunable carbon nanotube electromechanical oscillator
纳米机电系统（NEM）为许多科学和技术应用带来了希望。特别是，NEM振荡器已被提出用于超灵敏质量检测，射频信号处理，并作为一个模型系统，用于探索宏观系统中的量子现象。也许这些应用的最终材料是碳纳米管。它们是已知的最坚硬的材料，具有低密度，超小的横截面，并且可以是无缺陷的。同样重要的是，纳米管可以充当晶体管，因此可以感知自己的运动。尽管如此，室温下，自我检测的纳米管振荡器还没有实现，虽然已经取得了一些进展。在这里，我们报告的电致动和检测的吉他弦样的双钳位纳米管振荡器的振荡模式。我们表明，谐振频率可以广泛调谐，该设备可以用来消除非常小的力量。
2004-09-15 cond-mat.mes-hall
Surpassing fundamental limits of oscillators using nonlinear resonators
自持振荡器是普遍存在的，并且对于计量、通信、时间基准和地理定位是必不可少的。在其最基本的形式中，振荡器由通过反馈共振驱动的谐振器组成，以产生由静态能量源维持的周期性信号。稳定频率的产生，振荡器的基本功能，通常通过增加谐振器的运动幅度同时保持在其线性、谐波状态内来实现。相反，这种传统的范例，在这封信中，我们表明，通过在谐振器的非谐制度的特殊点操作振荡器，我们可以克服由于热力学噪声以及实际的限制，由于噪声从维持电路的振荡器性能的基本限制。我们开发了一个综合模型，该模型解释了非线性振荡器相位噪声的主要贡献。使用纳米机电系统（NEMS）为基础的振荡器，我们实验验证存在一个特殊的区域在操作参数空间，使振荡器的相位噪声显着降低，我们的模型预测。
2012-10-30 cond-mat.mes-hall
Non-volatile rewritable frequency tuning of a nanoelectromechanical resonator using photoinduced doping
调谐谐振元件的频率在宏观世界（例如在调谐乐器时）和纳米尺度上都是至关重要的。特别地，精确控制隔离式纳米机电谐振器（NEMS）的谐振频率已经实现了诸如可调谐机械滤波和混频的创新以及诸如鲁棒定时振荡器的商业技术。与电子设备类似，NEMS的潜力在构建成大规模阵列时会增长。这种阵列已经实现了中性粒子质谱，并已被提议用于传统模拟电子学以及纳米机械信息技术（如存储器，逻辑和计算）的超低功耗替代品。这些应用的一个基本挑战是精确调谐阵列中所有谐振器的振动频率和耦合，因为当器件密集封装时，传统的调谐方法（如图案化静电门控或介电调谐）变得难以处理。在这里，我们展示了一种用于基于石墨烯的NEMS的持久的、可扩展的、可扩展的和高速的频率调谐方法。我们的方法使用一个聚焦激光器和两个共享的电接触，通过同时施加光场和静电场来光掺杂单个谐振器。在磁场被移除后，这个过程产生的陷阱电荷会持续存在，并对谐振器施加局部静电张力，从而调整它们的频率。通过提供一种本地解决NEMS谐振器应变的简单方法，这种方法为完全可编程的大规模NEMS晶格和网络奠定了基础。
2019-12-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nanotube-Based NEMS: Control vs. Thermodynamic Fluctuations
以吉赫振荡器为例，对受非均匀电场控制的纳米管纳机电系统进行了多尺度仿真。利用分子动力学模拟，我们得到了与纳米管壁的相对运动相关的摩擦系数和热噪声特性。这些结果用于唯象一维振子模型。基于该模型和振荡能量分布函数的Fokker-Planck方程的分析表明，热力学波动如何限制控制小尺寸系统的NEMS操作的可能性。确定了能够控制振荡器操作的力的参数。
2010-04-29 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Switching Dynamics in a Nanomechanical Resonator
非线性系统的振荡响应具有多稳定性、不连续跳跃和滞后等特征现象。这些可以用于导致以下情况的应用中，例如，涉及精确的频率测量、混频、存储元件、振荡器或信号放大中的降低的噪声特性。在接近量子机制时，已经提出了实现低反作用测量技术或促进量子力学效应可视化的概念。在这里，我们研究的动态响应的纳米机电谐振器的非线性制度，旨在更详细的了解和开发的开关应用。而大多数以前的调查集中在双稳态的发病时产生的动态现象，我们提出的实验，产生洞察系统的非绝热演化，同时受到强驱动脉冲和随后的放松。用Duffing振荡器定量地模拟这种行为，我们可以控制它在两个稳定状态之间的高速切换，超过最近证明的结果10，000。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall
Anharmonic effects on a phonon number measurement of a quantum mesoscopic mechanical oscillator
我们概括了一个建议，用于检测单个纳机电系统（NEMS）中的单个声子跃迁，包括每个机械振荡器的固有非谐性。在该方案中，两个NEMS振荡器通过每个振荡器的振荡幅度的二次项耦合。一个NEMS振荡器被驱动和强阻尼，并成为另一个被测振荡器中声子数的换能器。我们推导出该测量方案是量子限制的条件，并找到了非谐性大小的条件。我们还推导出了由数测量引起的相位扩散反作用噪声与被测系统进入声子数本征态的局域化时间之间的关系。我们将这两个时间尺度与测量信号的强度相关联，测量信号是与读出振荡器的位置成比例的感应电流。
2004-10-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Statistics of charge transfer in a tunnel junction coupled to an oscillator
利用电荷投影技术研究了与量子物体耦合的隧道结的电荷转移统计。量子物体和通过结转移的电荷数的联合动力学由电荷比密度矩阵描述。该方法允许评估的联合概率分布的量子对象的状态和电荷状态的junction.The统计特性的结电流是来自电荷转移统计使用的主方程的电荷特定的密度矩阵。将该理论应用于纳机电系统，得到了耦合谐振子对结的平均电流和电流噪声的影响。
2005-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement between charge qubit states and coherent states of nanomechanical resonator generated by AC Josephson effect
我们考虑了一个纳米机电系统，该系统由一个可移动的库珀对盒量子比特组成，该量子比特受到一个静电场的作用，并通过隧穿过程耦合到两个体超导体。我们认为量子比特动力学与量子振荡器的动力学有关，并证明了如果满足一定的谐振条件，则在超导体之间施加的偏置电压会产生由量子比特态和振荡器的相干态的纠缠表示的状态。结果表明，这种纠缠的结构可以控制的偏置电压的方式，产生的纠缠，将所谓的猫态-相干态的叠加。通过分析纠缠熵和相应的Wigner函数，我们刻画了这种态的形成和发展。实验上可行的检测的效果，通过测量的平均电流也被认为是。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum entanglement of a tunneling spin with mechanical modes of a torsional resonator
我们求解了描述隧穿大自旋与扭转振子耦合的薛定谔方程。能谱研究了各种量子制度。计算了磁化率和噪声谱。研究表明，亚纳米振子的自旋与机械模的纠缠导致了自旋隧穿的退相干。对于较大的振荡器，隧穿自旋的存在可以通过共振时机械模式的分裂来检测。我们的研究结果适用于磁性分子耦合到纳米谐振器的实验。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall
Nonlinear-dissipation-induced Entanglement of Coupled Nonlinear Oscillators
在非线性耗散的背景下，对两个弱耦合非线性振子的量子动力学进行了解析和数值研究。后者有利于非经典稳态的产生和保持。从微观描述的两个振荡器分别与他们的耗散环境相互作用，它被发现，除了能量弛豫，失相出现由于相互耦合。利用负性作为纠缠度量，证明了耦合在长时间内使振子纠缠。在有限的温度下，观察到纠缠的突然死亡和再生。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Dynamics in a Dispersively Coupled Qubit-Oscillator System
我们研究了一个量子比特与一个有限温度、耗散的驱动振子色散耦合的系统中的纠缠动力学。我们证明了有两种一般的方式来产生纠缠：一种是可以使量子比特与振荡器运动的相位或振幅纠缠。使用相关量子主方程的精确解，我们研究了这两种纠缠对耗散和温度影响的鲁棒性;在零温度（但有限阻尼）的极限下，导出了对数负性的简单解析表达式。我们还讨论了如何产生的纠缠可以通过检测退相复苏，注意到复苏可以发生，即使在没有任何有用的纠缠。我们的结果与量子电动力学，以及电路QED系统。
2008-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement of mechanical oscillators coupled to a non-equilibrium environment
最近的实验旨在通过将纳米机械谐振器耦合到非平衡环境来将其冷却到基态，以便观察量子效应，例如纠缠。这就提出了这样的环境如何影响纠缠的一般问题。在这里，我们表明，有一个最佳的耗散强度，两个耦合振子之间的纠缠最大化。我们的研究结果是建立在一个一般框架的帮助下，精确的量子朗之万方程有效的任意浴光谱，在平衡和不平衡。我们指出，为什么普遍采用的Lindblad的方法不能给即使是一个定性正确的图片。
2010-08-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Teleportation-induced entanglement of two nanomechanical oscillators coupled to a topological superconductor
一维拓扑超导体的特点是一个单一的费米子零模，是离域的两个马约拉纳束缚态位于系统的两端。我们研究了一对空间分离的纳米机械振荡器隧道耦合到这些马约拉纳模式。最有趣的是，我们证明了在介观拓扑超导体上的电子-声子耦合和有限的充电能量的组合可以通过非局域费米零模导致振子之间的有效超交换。我们进一步表明，这种隐形传态机制导致纠缠的两个振荡器的距离，可以显着超过超导体的相干长度。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian entanglement dynamics of quantum continuous variable systems in thermal environments
研究了两个连续变量系统（或两个谐振子）在非马尔可夫热环境影响下的纠缠演化。连续变量系统可以是两个模式的电磁场或两个纳米机械振荡器在量子域。利用量子开放系统方法，导出了两个不同但相关的连续变量系统模型的约化密度矩阵的非马尔可夫主方程。这两个模型都由两个相互作用的谐振子组成。在模型A中，两个振荡器中的每一个都耦合到其自己的独立热库，而在模型B中，两个振荡器耦合到公共热库。为了量化高斯态中两体连续变量系统的纠缠度，使用对数负性。我们发现，量子纠缠的动力学对初始态、振荡器-振子相互作用、振荡器-环境相互作用以及耦合到一个或多个独立的池是敏感的.
2007-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Asymptotic Discord and Entanglement of Non-Resonant Harmonic Oscillators in an Equilibrium Environment
在这篇工作中，我们计算了两个相互作用的非共振谐振子之间的精确渐近量子关联。我们推导出\emph{analytical formulas}的协方差，充分描述任何高斯定态的系统，并使用它们来研究强和弱耗散制度的不和谐和纠缠。我们讨论了强耗散区中定态可分态不和谐的丰富结构。此外，在强耗散下，当模式没有机械耦合时，这些模式可能仅通过它们与\emph{common}环境的相互作用而纠缠。有趣的是，这种稳定的纠缠只存在于\emph{finite band of frequencies}中，并且随着耗散率的增加而增加。此外，在低温下观察到\emph{detuned}振子之间的强纠缠。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Dynamics of Quantum Oscillators Nonlinearly Coupled to Thermal Environments
研究了两个非线性耦合的量子谐振子与环境的渐近纠缠。耦合到独立的浴和一个共同的浴进行了研究。使用Wangsness-Bloch-Redfield方法得到的数值结果补充了旋转波近似的分析结果。作为温度，初始压缩和耦合强度的函数的渐近负性，与线性系统水库耦合系统的结果进行比较。我们发现，由于宇称守恒性质的耦合，渐近纠缠是相当多的鲁棒性比线性阻尼的情况下。与线性阻尼系统相比，在非线性阻尼情况下，两浴配置的纠缠的渐近行为是相似的。这是由于在低温下，双声子系统-浴交换引起振荡器之间经由浴的信息交换的抑制。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stationary optomechanical entanglement between a mechanical oscillator and its measurement apparatus
我们提供了一个参数来推断光和机械振荡器之间的连续测量光的基础上静态纠缠。我们提出了一个实验上可实现的方案，涉及一个光学机械腔驱动的谐振，连续波场工作在非边带分辨制度。这对应于光机械位置或力传感器的常规配置。我们分析表明，可以推断之间的纠缠的机械振荡器和光机械腔的输出场的压缩（广义）Einstein-Podolski-Rosen求积适当的时间模式的平稳光场的测量。在大量子协同性的极限下，压缩可以达到低于散粒噪声的高达50%的噪声降低的水平。值得注意的是，纠缠甚至在小协同度的相反极限下仍然存在。将光机械器件看作位置传感器，光与机械之间的纠缠是量子测量理论预言的物-机纠缠的一个实例。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement dynamics of two coupled mechanical oscillators in modulated optomechanics
我们研究了调制光机系统中两个耦合机械振子的纠缠动力学。我们发现，取决于机械耦合的强度，可以观察到机械纠缠的静态或动态行为，这对振子温度非常鲁棒。此外，我们已经表明，这种纠缠动力学是密切相关的正常模式的稳定性。考虑到机械阻尼效应，对应的临界机械耦合强度，从静态到动态纠缠的过渡发生的解析表达式也报告。该方案与实验现实的参数进行了分析，使其成为一个有前途的手段，实现宏观量子纠缠在当前国家的最先进的实验装置。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A nanomechanical resonator coupled linearly via its momentum to a quantum point contact
我们使用Born-Markov近似的主方程方法来研究纳米机电系统的对称频率电流噪声谱和振荡器稳态，其中纳米级谐振器通过其动量线性耦合到量子点接触（QPC）。我们的电流噪声谱显示出QPC电流和振荡器上的反作用力之间的量子相关性的清晰特征，在相对隧穿相位（η= -π/2）的值处，这种相关性预计将被最大化。我们还表明，振荡器的稳态服从经典的Fokker-Planck方程，但可以在动量耦合探测器浴和位置耦合环境浴的存在下经历热机械噪声压缩。此外，完整的主方程清楚地表明，一半的检测器的反作用与电子隧穿，表示偏离模型的检测器作为一个有效的浴，并建议在较低的偏置电压，更强的隧穿和/或更强的耦合有效的未来的计算可能会揭示有趣的量子效应的振荡器动力学。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable nuclear-spin entanglement mediated by a mechanical oscillator
我们提出了一个固态混合平台的基础上植入的氮空位（NV）中心的金刚石磁耦合到一个机械振荡器的阵列。机械振荡器和NV电子自旋都充当量子总线，使我们能够在遥远的核自旋之间诱导有效的长程相互作用，放松对空间距离的要求。相干核自旋-自旋相互作用具有伊辛模型的形式，在存在机械阻尼和自旋退相的情况下，除了电子自旋的微波驱动场之外，还可以通过核自旋的脉冲动力学解耦来维持。本混合平台提供了一种可扩展的方式来制备具有长相干时间的核自旋之间的多体纠缠，并且可以应用于生成可用于通用量子计算的图态。
2018-10-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mechanical Entanglement via Detuned Parametric Amplification
我们提出了两个利用参量放大在一对机械振子之间产生纠缠的方案。与现有的基于参数驱动的协议相比，这两种方案都在稳态下操作。利用失谐参量驱动来保持平衡和耦合正交积分，我们的方法可以被看作是以前的参数压缩建议的双模扩展。我们发现，强大的稳态纠缠是可能的匹配振荡器与良好控制的耦合。此外，所提出的计划之一是强大的两个振荡器的阻尼率的差异。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement of a qubit with a single oscillator mode
我们解决了一个模型的量子位强耦合到一个大规模的环境振子模式，量子位的反作用被严格处理。使用Ginzburg-Landau形式主义，我们得到了一个有效的行动，这是众所周知的本地化过渡。纠缠态在集体量子位环境自由度中以瞬子的形式出现，所得到的模型被证明在形式上等价于无序Peierls链的涨落能隙模型（FGM）。在跃迁之下，光谱权重被转移到指数小的能量尺度，使量子比特相干但阻尼。与自旋玻色子模型不同，相干和有效局域化的行为可能共存。
2003-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entanglement creation in circuit QED via Landau-Zener sweeps
一个量子位可能会经历朗道-齐纳跃迁，这是由于它耦合到一个或几个量子谐振子。我们表明，对于一个量子比特耦合到一个振荡器，朗道-齐纳跃迁可以用于单光子产生和可控的量子比特振荡器纠缠的创建，与国家的最先进的电路QED作为一个有前途的实现。此外，对于耦合到两个腔的量子比特，我们表明量子比特的Landau-Zener扫描非常适合于纠缠腔态的鲁棒创建，特别是对称Bell态，量子比特充当纠缠介质。我们建议的核心是计算量子比特的精确朗道-齐纳跃迁概率，通过对含时微扰理论中相应序列的所有阶次求和。这种跃迁概率出现是独立的振荡器的频率，内部和外部的制度，其中一个驻波近似是有效的。
2007-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Remote quantum entanglement between two micromechanical oscillators
纠缠是量子理论的一个基本特征，它允许不可分割的量子相关在遥远的各方之间共享，是量子网络的关键资源。特别重要的是在远程对象之间分配纠缠的能力，这些对象也可以作为量子存储器。这在以前已经通过使用诸如热原子蒸气和冷原子蒸气、单个原子和离子以及固态系统中的缺陷等系统来实现。实际的通信应用需要几个有利特征的组合，例如特定的工作波长、高带宽和长存储器寿命。在这里，我们介绍了一个纯粹的微机械固态平台的形式，基于芯片的光机械谐振器的纳米结构的硅梁。我们创建并演示了两个微机械振荡器之间的纠缠，这两个微机械振荡器跨越两个芯片，相隔20厘米。纠缠的量子态分布在一个设计的波长接近1550纳米的光场。因此，我们的系统可以直接纳入一个现实的光纤量子网络中的传统的光通信波段。我们的研究结果是基于硅光子学的大面积量子网络发展的重要一步。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
