Creating mirror-mirror quantum correlations in optomechanics
本文研究两个经光子跃迁耦合、由宽带压缩光分隔的 Fabry-Pérot 腔可移动镜之间的量子关联转移,利用 Gaussian 定向、对数负性和量子失谐进行刻画,表明强光力学耦合下转移最优且受热效应削弱。
2023-08-11 quant-ph
Coherent feedback control for cavity optomechanical systems with a frequency-dependent mirror
针对 Fano 反射镜光机械装置通常处于深度边带不可分辨区的问题,本文提出采用适当的单边相干反馈,在宽参数范围、高光学损耗和低反馈效率下实现机械模式基态冷却,并指出标准双边反馈不适用。
2025-01-10 quant-ph
Amplitude-modulation-based atom-mirror entanglement and mechanical squeezing in a hybrid optomechanical system
考虑了一个由原子系综和标准光机械腔组成的混合光机械系统,该系统由周期性调制的外光场驱动。研究了Heisenberg算子一阶矩的渐近行为,清楚地展示了精确数值解与解析解之间的逼近过程。基于外驱动和有效光机耦合的具体调制形式,分别详细讨论了原子-镜纠缠增强。与恒定驱动机制相比,这种机制可以极大地提高纠缠度,同时具有更大的松散腔衰减率,并且更好地抵抗机械浴的热涨落。周期性调制的有效光机耦合的期望形式可以通过外部驱动调制分量精确地设计,该外部驱动调制分量可以经由拉普拉斯变换解析地导出。同时,借助于原子系综引起的量子干涉机制,通过适当地调制外部驱动,在未分辨区域内可以成功地产生由周期调制引起的机械压缩。
2018-11-15 quant-ph
Light-to-matter entanglement transfer in optomechanics
我们分析了一个方案,通过宽带压缩光纠缠两个空间分离的纳米谐振器的可动镜。我们证明了将EPR型连续变量纠缠从压缩光场转移到可动镜的机械运动是可能的。当纳米谐振器被调谐在与可移动反射镜的振动频率的谐振处时,并且当获得强的光机械耦合时,实现了最佳的纠缠转移。可移动的镜子的状态的静态纠缠一样强的输入压缩光可以获得足够大的光机械协同,在目前可用的光机械系统中实现。该方案可以实现长距离的量子态传输,只要压缩光与纳米谐振腔相互作用。
2014-11-13 quant-ph
Nonlinear quantum optomechanics in a Fano-mirror microcavity system
Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学)
研究Fano-镜光声学系统在量子非线性 regime 中的特性,通过相干和耗散耦合形成有效光学模式,实现单光子强耦合和边带分辨 regime ,并预测量子签名如光子阻塞和机械猫态生成。
2026-05-11 quant-ph
Single photon reflection and transmission in optomechanical system
腔光机系统正迅速接近单光子辐射压使运动镜位移的状态。本文研究了腔场受外场驱动的腔光机系统。在镜腔耦合较弱的情况下,解析计算了腔场的反射率和透射率,讨论了镜腔耦合对反射率和透射率的影响。
2013-04-22 quant-ph
Robust entanglement between a movable mirror and atomic ensemble and entanglement transfer in coupled optomechanical system
提出了一种在光机耦合系统中实现可动镜与原子系综宏观纠缠的方案。在实验上可获得的参数制度,我们表明,在我们的计划中的二分连续变量纠缠的临界温度可以从以前的24 K [Vitali { \it et al.},物理修订信函\textbf{98},030405(2007)]和20 K [基因{ \it等人},Phys. Rev. A \textbf{77},050307(R)(2008)]至32 K。我们还研究了基于这种耦合系统的纠缠转移。该方案可用于实现连续变量量子信息处理和量子极限位移测量的量子存储器。
2016-02-02 quant-ph
Multi-Stability of Electromagnetically Induced Transparency in Atom-Assisted Optomechanical Cavities
我们研究了振荡镜如何影响原子系综的电磁感应透明(EIT),这是被限制在一个气室放置在一个微腔与振荡镜在一端。振荡镜被建模为量子力学谐振子。腔场作为EIT系统的探测光,也在振荡镜上产生光压。从反射镜到腔场的反作用导致这种原子辅助光机械腔的几个(从一到五个)稳态,在其EIT中产生复杂的结构。我们计算的磁化率相对于几个(从一个到三个)稳定的解决方案,在这里找到的平衡位置的振荡镜。我们发现,原子系综的EIT可以被振荡镜显著地改变,并且镜的不同稳态对EIT有不同的影响。
2009-05-07 quant-ph
Single-photon Spectra in Quantum Optomechanics
我们考虑如何在量子光学力学的背景下,一个单一的光子可以探测的量子性质的运动镜。特别是,我们展示了如何单光子光谱揭示共振,取决于有多少声子被创建,以及对镜像光子相互作用的强度。一个盛装状态的图片是用来解释这些共振的位置和相对强度。随时间变化的光谱显示了光子与移动的镜子相互作用如何随着时间的推移建立共振。
2014-03-18 quant-ph
Entangling two macroscopic mechanical mirrors in a two-cavity optomechanical system
提出了一种在两腔光机械系统中的两个宏观机械谐振腔之间产生量子纠缠的简单方法。这种纠缠是由单光子在两个腔之间跳跃的辐射压力引起的。我们的结果是解析的,所以纠缠态是明确的。在局域操作之前,这些态都是双模三分量态,因此纠缠度可以很好地用并发度来量化。通过对系统参数的分析,我们发现,要获得最大的平均纠缠,系统必须工作在单光子强耦合区和深分辨边带区。
2014-01-07 quant-ph
Optomechanics with a polarization non-degenerate cavity
光学力学领域的实验还没有充分利用光子偏振自由度。本文给出了偏振非简并系统中光机械相互作用的实验结果,并提出了如何利用这种相互作用进行精确的边带测温和创造新形式的光子-声子纠缠的方案。该实验系统利用连接到机械谐振器的反射镜中的压缩力来创建具有两个曲率半径的微反射镜,当与第二反射镜组合时,该微反射镜导致腔模式的显著偏振分裂。
2016-06-22 quant-ph
Thermodynamic cycle in a cavity optomechanical system
一个腔光机械系统是由腔场的辐射压力启动到充当量子谐振器的镜元件上。这种辐射压力在一定程度上可以控制反射镜的热力学特性,如冷却其有效温度。在这里,我们表明,通过适当地设计与量子系统相互作用的热浴的光谱密度,可以有效地打开和关闭量子系统的演化。在腔光学机械系统内,当热浴由镜的多模振荡器建模实现时,这种开-关效应转化为将热能注入或提取出腔场,从而促进四冲程热力学循环。
2014-02-16 quant-ph
Enhanced entanglement and controlling quantum steering in a Laguerre-Gaussian cavity optomechanical system with two rotating mirrors
该研究在含光学参量放大器的拉盖尔-高斯旋转腔光机系统中,通过调节参量增益、相位和旋转镜频率,增强了镜-镜及镜-腔纠缠并实现三部分纠缠,同时发现量子导引方向性由旋转镜频率决定,呈现单向或双向不对称性,有助于非局域关联理解与纠缠验证。
2023-03-12 quant-ph
Lower- and higher-order nonclassicality in a Bose-condensed optomechanical-like system and a Fabry-Perot cavity with one movable mirror: squeezing, antibunching and entanglement
研究了两个物理系统的各种低阶和高阶非经典性质:(i)由法布里-珀罗腔和一个非线性振荡镜组成的光机械系统和(ii)由陷在光学腔内的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)形成的类光机械系统。调查进行使用微扰方法,导致封闭形式的相关玻色子运营商的时间演化的解析表达式。在第一个系统中,我们观察到辐射压力耦合导致了低阶和高阶压缩、反聚束、纠缠和模间压缩的出现。研究了非线性振荡镜与腔模的相干相互作用的影响,发现当耦合强度增加时,所研究的光机系统变得更加非经典(纠缠).还观察到,观察到纠缠的可能性取决于可动镜的相位。作为第一个系统的哈密顿量的特殊情况,得到了囚禁BEC系统的哈密顿量,证明了囚禁BEC系统中存在各种非经典性,并报道了这些非经典性随各种物理参数的变化,目的是了解导致和控制非经典性的物理过程.
2017-08-13 quant-ph
Hamiltonian chaos in a coupled BEC -- optomechanical cavity system
本文研究了一个由玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)组成的混合光机系统,该系统被囚禁在一个带有移动端镜的单模光学腔中。腔内光场具有双重作用:它激发凝聚体的动量侧模,并充当将振动镜耦合到集体密度激发的非线性弹簧。我们提出了一个制度,腔内光场,反射镜,和侧模激发都显示的动态行为。在这个制度中,我们发现,系统的动力学表现出哈密顿混沌适当的初始条件。
2009-09-29 quant-ph
Controllability of optical bistability, cooling and entanglement in hybrid cavity optomechanical systems by nonlinear atom-atom interaction
研究了原子碰撞以及光场与镜场耦合对由玻色-爱因斯坦凝聚体组成的混合系统光学双稳特性的影响。结果表明,系统的双稳性可以通过s波散射频率来控制,这为实现可控光开关提供了可能。另一方面,通过研究Bogoliubov模作为相对于镜振动的第二机械模对冷却过程以及二分镜场和原子场纠缠的影响,我们找到了Bogoliubov模冷却的解释。这种混合系统的优点相比,裸光腔与双模移动镜是可控的次模的频率,通过s波散射相互作用。
2013-04-17 quant-ph
Cavity optomechanical coupling assisted by an atomic gas
我们从理论上研究了一个充满原子的腔,它提供了修改后的腔光场与一端可移动的反射镜之间的光机相互作用。我们表明,腔场“打扮”这些原子,产生两种类型的极化激元,有效地提高了辐射压力的腔场的端镜,以及建立一个额外的压缩模式的端镜。这种压缩在振荡镜和系统的其余部分之间产生绝热纠缠,这在通常的真空腔中是不存在的。我们分析了纠缠,并量化它使用Loschirton回声和保真度。
2008-03-06 quant-ph
Multiphonon quantum dynamics in cavity optomechanical systems
研究了含振镜的激光泵浦腔光机样品中的多声子量子动力学。特别是,我们专注于色散的相互作用制度,其中外部施加的相干场频率失谐的光学谐振器的频率不等于反射镜的振荡频率或其倍数。结果表明,对于所涉及的子系统之间的中等强度耦合,该复杂系统的量子动力学分别由多声子吸收或发射过程描述。特别地,我们展示了通过光子检测来监测声子量子动力学的有效方法。讨论了提取相关样品参数的可能性,如机械镜与电磁场之间的耦合强度。
2022-02-18 quant-ph
Macroscopic mechanical oscillators at the quantum limit using optomechanical cooling
我们讨论了如何提供的光机械耦合辐射压力可以用来冷却宏观集体自由度,作为振动模式的可移动的镜子。冷却是使用相敏反馈回路,有效地过阻尼的镜子运动,而不会增加热噪声。反馈结果能够使宏观物体下降到量子极限。特别地,可以实现挤压和纠缠。
2002-11-18 quant-ph
Coupled dynamics of an atom and an optomechanical cavity
本文研究了囚禁二能级原子的腔中端面镜的运动。快速振镜在腔场与原子之间产生非线性耦合。我们分析这种光学效应,显示人口的原子在其内部自由度作为时间的函数。另一方面,快原子场变量导致原子质心运动和镜像振动的额外势,导致运动和振动中的纠缠。对纠缠进行了数值模拟和讨论。
2009-06-11 quant-ph
Qubit-assisted squeezing of the mirror motion in a dissipative optomechanical cavity system
我们研究了一个由囚禁在耗散光机械腔中的原子系综和微扰耦合组成的混合系统。结果表明,这样的混合系统是非常适合于产生稳态压缩的镜子运动在长时间限制下的未解决的边带制度。基于主方程和协方差矩阵的方法,我们详细讨论了各自的压缩效应,发现在这两种方法中,通过绝热消除高耗散腔模来简化系统动力学是非常有效的。在主方程方法中,我们发现压缩是冷却过程的结果,并且对机械模的热涨落具有鲁棒性。而在协方差矩阵法中,我们可以近似地从简化的动力学方程得到稳态机械位置方差的解析结果。最后,我们比较了这两种不同的方法,发现它们是完全等价的平稳动态。该方案对于可能的涉及机械压缩的超精密量子测量具有重要意义。
2018-11-14 quant-ph
Extracted work as measure of entanglement in optomechanics
本研究探讨两种光机械系统中量子纠缠与功提取的关系,用对数负性度量纠缠,发现三种可提取功与纠缠相关,为量子信息处理和能量转移提供见解。
2025-06-23 quant-ph
Cavity-free quantum optomechanical cooling by atom-modulated radiation
本文从理论上研究了原子云与振荡镜的机械运动之间的辐射诱导相互作用。当被连续波辐射照射时,反射镜的运动将引起红色和蓝色边带辐射,这分别增加和减少运动激发。我们发现,通过适当地驱动$Λ$能级原子,与特定辐射边带的镜像关联可以从出射辐射转换为入射辐射。这样的过程使我们能够操纵加热和冷却效果。特别地,我们发展了一种光机冷却策略,可以相互抵消出射和入射辐射的加热效应,从而通过净冷却获得运动基态。在没有腔安装或完美对准的必要性的情况下,我们的建议补充了宏观物体量子冷却的其他努力。
2018-03-01 quant-ph
Weak measurement amplification in optomechanics via a squeezed coherent state pointer
提出了一种利用单光子后选择放大光机腔中反射镜位移的方案,其中反射镜初始制备在压缩相干态。这种放大依赖于压缩相干态的涨落增强,是由依赖于压缩相干态的量子力学的非对易性引起的,而这一点不能用标准的弱测量来解释[1,25]。
2015-09-03 quant-ph
Optomechanical damping basis
我们提出了一个封闭形式的解析解的特征值问题的刘维算子产生的耗散动力学的标准光机系统。相应的Lindblad主方程描述了光腔中单模光场的动力学,光腔通过辐射压力耦合到其运动的反射镜上。光场和反射镜分别与零温度和有限温度下的不同环境接触。光机阻尼基指的是发电机的特征向量的精确集合,其与精确特征值一起被明确地导出。在这项工作中,弱耦合和强耦合制度,其中包括联合衰变机制,解决了。
2019-01-31 quant-ph
Quantum-limited force measurement with an optomechanical device
本文研究了利用高反射率的孤立镜在强单色光场照射下形成的光机械装置探测弱相干力的问题。辐射压力激发反射镜的振动模式,诱导入射场的边带,然后通过外差检测来测量。我们确定这样的方案的灵敏度,并表明,使用纠缠输入状态的两个边带模式提高了检测,即使在存在阻尼和噪声作用于机械模式。
2006-10-27 quant-ph
Effective Hamiltonian approach to the Kerr nonlinearity in an optomechanical system
利用Born-Oppenheimer近似,我们推导出一个光学机械系统的有效哈密顿量,导致系统的真空中的非线性克尔效应。光机械系统一端的振荡镜在腔场强度谱中产生压缩效应。在另一端施加近共振激光场来驱动腔场,以增强克尔效应。我们还提出了一个量子非爆破测量设置监测系统的两个腔分离的一个共同的振荡镜,基于我们的有效的哈密顿方法。
2009-09-13 quant-ph
Beating quantum limits in optomechanical sensor by cavity detuning
研究了基于失谐高精谐振腔的可动镜光机械传感器的量子极限。我们表明,在失谐腔中的光施加在反射镜上的辐射压力引起反射镜动力学的修改,并使反射镜的运动敏感的信号。这导致通过反射镜动力学放大信号,并且导致传感器灵敏度的提高超过标准量子极限,达到仅与反射镜的机械耗散相关的最终量子极限。这种改进与失谐信号回收引力波干涉仪中的预测有些相似,并使高精谐振腔成为测试这些量子效应的模型系统
2006-02-03 gr-qc quant-ph
Quantum dynamics of an optomechanical system in the presence of Kerr-down conversion nonlinearity
本文从理论上研究了光机械腔中克尔下转换非线性晶体的非线性效应。对于这个系统,我们研究了两个非线性的影响,即,Kerr非线性和参量增益、振荡镜的动力学、透射光场的强度和压缩谱以及稳态镜场纠缠。我们表明,在与裸光机械腔相比,由于克尔非线性和腔内光子数的增加,由于增益介质的腔能量移位的组合可以增加的振荡镜的位移谱中的简正模分裂,并降低其有效温度。我们的工作表明,克尔非线性和下转换过程都增加了传输光场的压缩程度。此外,我们发现,在所考虑的系统中的机械和光学模式之间的纠缠度大大降低,因为在克尔介质的存在下的腔内光子数减少。
2013-03-05 quant-ph
Spectrometric detection of weak forces in cavity optomechanics
本文提出了一种光谱方法来检测腔光机系统中作用在动端镜上的经典弱力。该力改变了端镜的平衡位置,因此腔场的谐振频率取决于待检测的力。因此,可以通过分析光机械腔的单光子发射和散射光谱来推断力的大小。由于发射和散射过程比特征机械耗散快得多,因此在该光谱检测方案中机械热噪声的影响可以忽略不计。我们还扩展这种光谱方法,以检测单色振荡力,通过利用调制在相同的频率作为力的光机械耦合。
2020-09-13 quant-ph
Steady-state entanglement and normal-mode splitting in an atom-assisted optomechanical system with intensity-dependent coupling
本文从理论上研究了依赖强度耦合的单原子光力学系统中的二体和三体连续变量纠缠以及简正模分裂。所考虑的系统是由一个法布里-珀罗腔与一个薄的振动端镜和一个二能级原子在高斯驻波的腔模。首先导出了腔模结构引起的原子-场-镜耦合的一般形式的哈密顿量。然后,我们限制我们的治疗的第一个振动边带的机械谐振器,并推导出一种新的形式的三方原子场镜哈密顿量。我们发现,当光腔被强烈驱动时,可以在三部分系统的任何一对之间产生二分纠缠,并且由于纠缠共享,原子-镜纠缠是以牺牲光-机械纠缠和光-原子纠缠为代价有效地产生的。我们还发现,在这样的系统中,当Lamb-Dicke参数足够大时,可以同时观察到正常模式分裂成三个模式。
2011-12-18 quant-ph
Quantum Optomechanics with Imperfect Mirrors and Casimir-Polder Effect of Atoms with Different Dynamic Polarizabilities: A Unified Treatment via a Microscopic Model
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);Joint Quantum Institute and Maryland Center for Fundamental Physics, University of Maryland, College Park(马里兰大学联合量子研究所与马里兰基础物理中心)
本研究发展的原子/反射镜-振子-场(AMOF)微观模型,可统一处理非理想反射镜的量子光力学与原子卡西米尔-波尔效应,经与亚稳态He*原子-金板实验结果对比,拟合度优异,兼具理论合理性与实用价值。
2026-08-25 quant-ph
Quantum limits of cold damping with optomechanical coupling
冷阻尼可以降低反射镜的热噪声。位移是用高精细度腔测量的,并用调制光束的辐射压力控制。我们建立了冷阻尼机制中噪声的一般量子极限,并证明了光机系统可以达到这些极限。位移噪声可以在窄频带内任意降低。在宽带分析中,我们表明,热波动与经典阻尼减少,而量子零点波动保持不变。冷阻尼的唯一限制是由于镜面的零点能量
2001-11-23 quant-ph
Quantum nondemolition measurement of optical field fluctuations by optomechanical interaction
根据量子力学,如果我们持续观察一个连续变量,我们通常会干扰它的演化。然而,对于一类可观测量,可以实现所谓的量子非破坏测量:通过将微扰限制在共轭变量上,可以以任意精度估计可观测量,或者在已知状态下进行准备。例如,当光在可移动的镜子上反弹时,其强度不会受到扰动(仅在辐射的相位上看到影响),但辐射压力允许通过观察镜子运动来追溯其波动。在这项工作中,我们实现了一个基于振荡微镜的腔光机实验,我们测量输出光强波动和镜子运动之间的相关性。我们表明,前者的不确定性降低到低于由光的微粒性质所确定的散粒噪声水平。
2018-05-29 quant-ph
Realising Einstein's mirror: Optomechanical damping with a thermal photon gas
1909年,爱因斯坦描述了黑体腔内的镜子通过与热光子碰撞而热化。虽然即使是微米级或纳米级物体的运动热化的时间是如此之长,它是不可行的,我们表明,它是使用高强度的光从一个放大的热光源具有明确的化学势。我们预测阻尼的质心运动由于这种影响的时间尺度上的秒的小光学机械系统,如悬浮的纳米粒子,允许实验观察。
2021-06-14 physics.atm-clus physics.optics quant-ph
Dissipative and dispersive cavity optomechanics with a frequency-dependent mirror
本文研究了包含悬浮 Fano 镜的光力学系统,构建了包含色散与耗散耦合的量子模式理论,发现通过强光学模式耦合实现有效边带分辨,可在未分辨边带区实现室温基态冷却。
2024-03-06 physics.optics quant-ph
Explanation of the Observed Energy Exchange through the vacuum in Optomechanics
Università di Pavia(帕维亚大学);RIKEN(理化学研究所);The University of Michigan(密歇根大学)
本文通过全量子模型揭示高阶光力相互作用产生声子-声子耦合,定量解释真空介导能量交换,并提出循环过程实现净功提取。
2026-09-22 quant-ph
Phononically shielded photonic-crystal mirror membranes for cavity quantum optomechanics
本文提出一种结合二维光子晶体与声子晶体图案的亚波长氮化硅薄膜镜面,在室温下实现高反射率和高机械品质因子,并演示了光力学边带冷却至毫开尔文温度及光学双稳态,为腔量子光力学和量子基态冷却提供了可行平台。
2022-12-23 physics.optics quant-ph
EPR paradox and quantum steering in a three-mode optomechanical system
研究了原子系综位于单模腔中的三模光机械系统中的多体纠缠、EPR态的产生和量子操纵。腔模由短脉冲激光驱动,与反射镜有非线性参量型相互作用,与原子系综有线性分束器型相互作用。镜与原子系综没有直接的相互作用。系统的动态特性存在一个阈值效应,高于此阈值时系统作为放大器工作,低于此阈值时系统作为输出场的衰减器工作。阈值由腔模与镜和原子系综的耦合强度之比确定。结果表明,在阈值以上的系统有效地表现为一个双模系统,其中可以产生一个完美的二分EPR态,而它是不可能低于阈值。此外,在阈值之上和之下都可以产生完全不可分割的三重纠缠,甚至进一步产生真正的三重纠缠。此外,我们考虑量子转向和检查一夫一妻制的关系,量化的量的二分转向,可以在不同的模式之间共享。结果表明,与腔模相比,反射镜具有更强的控制纠缠的能力。尽管原子系综和反射镜之间没有直接耦合,但它们之间存在双向操纵,而直接耦合的原子系综和腔模输出之间不存在双向操纵。
2014-03-07 quant-ph
Optomechanics
本文综述了光机械学领域的最新进展,主要研究辐射对机械运动的影响。典型的例子是具有可移动反射镜的光学腔,其中辐射压力可以引起反射镜的冷却、放大和非线性动力学。
2009-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tripartite quantum entanglement with squeezed optomechanics
本文提出在含两面可移动镜子的法布里-珀罗腔中,通过光学参量放大器引入压缩腔内模式并匹配注入压缩真空库的压缩参数以完全抑制光学输入噪声,从而实现三方量子纠缠的相干操控与显著增强。
2024-08-06 quant-ph
Entanglement dynamics of two modes coupled through a dissipative movable mirror in an optomechanical system
本研究聚焦中间反射镜光力学系统,分析两模式纠缠动力学,精确求解主方程并以并发度量化,发现无损耗时可分离态演化为纠缠态,力学损耗会减弱系统整体纠缠。
2024-11-28 math-ph math.MP quant-ph
Quantum correlations under the effect of a thermal environment in a triangular optomechanical cavity
本研究量化三角形光机械腔中光学与相对机械模式的稳态关联,用二分协方差矩阵评估多种关联度量,分析其随温度、泵浦功率等参数的变化规律。
2020-04-05 quant-ph
Dynamical Casimir Effect in Superradiant Light Scattering by Bose-Einstein Condensate in an Optomechanical Cavity
研究了光机腔中玻色-爱因斯坦凝聚体超辐射光散射中的动态Casimir效应。该系统的研究使用经典和量子化的镜像运动。对于这两种情况,腔频率在时间上被谐波调制。感兴趣的主要量是腔内散射光子的数量。在弱调制和强调制下对系统进行了研究。已经观察到,散射光子的振幅对于经典镜运动比量子化镜运动更大。此外,最初,对于较低的调制幅度,散射光子的幅度高于较高的调制幅度。我们还发现,在强调制和弱调制下的量子化镜像运动的曲线的行为是相似的。
2013-08-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Open quantum dynamics of single-photon optomechanical devices
我们研究了一个由单光子驱动的带有法布里-珀罗腔臂和一个可移动端面镜的迈克耳孙干涉仪的量子动力学。我们获得了系统的量子力学运动方程的精确解析解,包括腔模和外部连续谱之间的单光子交换的细节。当入射光子的频率不确定性较窄或与腔的线宽相当时,干涉仪条纹可见度的时间演化显示出有趣的新特征--只有在更宽带光子的限制情况下,结果才返回到Marshall等人的结果,但是在这种情况下,光子不太可能进入腔体并与镜子相互作用,使得实验效率较低并且更容易受到缺陷的影响。此外,我们表明,在强耦合制度,通过工程入射光子的波函数,它是可能的,准备到一个多维希尔伯特空间的任意量子态的可移动的镜子。
2012-05-04 quant-ph
Qubit assisted enhancement of quantum correlations in an optomechanical system
我们对机械镜与辅助量子比特微扰耦合的光机系统中的量子关联进行了理论研究。在我们的研究中,我们考虑对数负性来量化腔场和机械镜之间的静态纠缠程度,高斯量子不和谐作为超越纠缠的关联的量子性的见证。利用实验可行的参数,我们表明,纠缠和量子不和谐显着增强镜量子比特耦合的增加。此外,我们发现,在镜像量子比特耦合纠缠的存在下,可以在相当低的光机械耦合强度下产生,这对环境温度也是非常鲁棒的。总体而言,我们提出的方案提供了一些相当大的优势,实现连续变量的量子信息和通信。
2018-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Integrated microcavity optomechanics with a suspended photonic crystal mirror above a distributed Bragg reflector
本研究在芯片上集成亚波长自由空间光机微腔,利用悬浮GaAs光子晶体镜与分布式布拉格反射器增强光机相互作用,并通过参数调控实现精确共振控制及更强动态背向作用。
2023-05-22 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Overcoming the Standard Quantum Limit with Electro-Optomechanical Hybrid System for Enhanced Force Sensing
本研究在含OPA、超导量子比特的混合光力系统中,利用CQNC抵消反作用噪声,结合提升OPA泵浦增益,在低激光功率下突破力传感的标准量子极限,提升弱力探测能力。
2024-09-16 quant-ph
Quantum Optomechanics with Single Atom
近年来,人们对单原子或原子系综辅助的腔场光机械耦合的探索日益增多,这为量子光学与纳(微)力学系统的接口开辟了一条实验可行的途径。在本文中,我们详细研究了这种由三重耦合所描述的光子、声子和原子的复合量子动力学,这种复合量子动力学只存在于三重杂化系统中:具有可移动端镜的腔QED系统。在参数共振条件下,我们精确对角化了三重杂化系统的哈密顿量。我们发现,与双折射波近似,混合系统是由一个广义的自旋-轨道耦合,其中的轨道角动量算符定义通过乔丹-施温格实现与两个玻色子模式,对应于镜振荡和单模光子的腔。在非常大的角动量的准经典极限下,该系统将表现得像Jaynes-Cummings模型描述的标准腔QED系统,因为角动量算符被转换为单模的玻色子算符。我们用一个实验可及的系统来测试这一观察结果,该系统中的原子位于一个移动的镜子中。
2008-10-23 quant-ph
Entanglement of two hybrid optomechanical cavities composed of BEC atoms under Bell detection
本文首先研究了由一维玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)构成的光机械腔中各部分之间的二体纠缠。研究了在弱的光-原子耦合常数下原子碰撞对BEC行为的影响,并对BEC进行了Bogoliubov近似。其次,在上述条件下,我们提出了一个包含三方系统的纠缠交换协议方案。在我们的研究中,我们考虑的情况下,BEC,移动的镜子,和光学腔模式在高斯状态下的协方差矩阵(CM)。通过对输出光场模的Bell测量,我们证明了在不同光机械腔中,两个BEC、两个运动镜以及BEC镜模之间的远程纠缠是如何产生的。
2016-12-31 physics.optics quant-ph
Parametric Feedback Cooling of Levitated Optomechanics in a Parabolic Mirror Trap
我们展示了一个简单而强大的几何光学捕获在真空中的一个单一的纳米粒子的基础上的抛物柱面镜和光学梯度力,我们展示了快速的参数反馈冷却的所有三个运动自由度从室温到几mK。在1550 nm处的单个激光器和单个光电二极管用于所有三个维度的捕获、位置检测和冷却。直径为26 nm至160 nm的颗粒在没有反馈至10 $^{-5}$ mbar的情况下被捕获,并且在使用反馈的情况下,压力降低至10 $^{-6}$ mbar。在噪声和反馈的存在下的谐波运动的修改进行了研究,并估计实验机械品质因数$>4\times 10^7$。
2017-01-23 physics.optics quant-ph
Weak-force sensing with squeezed optomechanics
研究了利用可动机械镜和光学参量放大器组成的非线性光机械谐振腔实现量子压缩增强的弱力传感。在此,我们确定,调整OPA参数可以大大抑制量子噪声,并大大提高力的灵敏度,使设备能够广泛地超过标准的量子限制。这表明,在现实的实验条件下,我们可以通过利用非线性光学机械设备实现超高精度的量子力传感。
2019-08-30 quant-ph
Engineering Optical and Mirror Bi-stability Mechanically
本文研究混合光机械系统在强驱动与弱探测场下的光学及镜面位移双稳性,揭示耦合、调制场振幅与相位等参数的控制作用,并提出可调谐电光机械开关应用。
2023-07-07 physics.optics quant-ph
Entanglement detection in hybrid optomechanical systems
我们研究了一个由玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)耦合到一个具有移动端镜的腔场所形成的器件,并找到了一个工作点,使得镜-光纠缠由BEC-光量子关联再现.这提供了一个实验上可行的工具来推断镜光纠缠只有一组有限的假设。我们证明了三方纠缠的混合设备中的存在,坚持到几个毫开尔文的温度,并讨论了一个计划来检测它。
2011-05-30 cond-mat.quant-gas quant-ph