Photon blockade in a double-cavity optomechanical system with nonreciprocal coupling
光子封锁是产生单光子的有效途径，在量子态制备和量子信息处理中具有重要意义。本文研究了非互易耦合双腔光机系统中光子的统计特性，分别探讨了弱耦合区和强耦合区的光子阻塞现象。为了实现强光子封锁，我们给出了不同封锁机制下的最佳参数关系。此外，我们发现，在其各自的机制下的光子封锁表现出完全不同的行为与非互易耦合的变化，并可以实现完美的光子封锁没有过大的光机械耦合，即，光机耦合比机械频率小得多，打破了传统的认识。该方案为单光子源的实现提供了一个可行的、灵活的平台。
2020-07-28 quant-ph
Coherent-feedback-induced photon blockade and optical bistability by an optomechanical controller
众所周知，光机械系统中的一些非线性现象，如强光子阻塞等，在现有的实验技术条件下很难观测到。在这里，我们提出了一种相干反馈控制策略，其中线性腔相干控制的光机械控制器的反馈方式。相干反馈回路将量子非线性从控制器传递到受控腔，增强了量子非线性效应，使得在线性腔和光机械腔中观察到强非线性效应成为可能。更有趣的是，我们发现在单光子弱耦合条件下的强光子阻塞现象可以在量子机制下观察到。此外，相干反馈环导致受控线性腔的双光子和多光子隧穿，这也是典型的量子非线性现象。我们希望我们的工作可以为工程非线性量子现象提供新的视角。
2014-07-11 quant-ph
Single-photon transport in a one dimentional waveguide coupling to a hybrid atom-optomechanical system
从理论上研究了在强光机耦合条件下，耦合到原子光机混合系统的单模波导中的单光子输运。利用全量子实空间方法，得到了单光子在波导中传输的透射系数和反射系数。研究了原子-腔失谐量和原子的耗散对输运的影响。有趣的是，所获得的光谱特征可以揭示这个混合系统中的强光-物质相互作用。
2013-08-06 quant-ph
Temporal Dynamics and Nonclassical Photon Statistics of Quadratically Coupled Optomechanical Systems
量子光学力学系统是光子与声子之间由于机械振荡而耦合的界面。本文利用马尔可夫白噪声近似下的Heisenberg-Langevin方法研究了一个二次耦合的光机械系统，该系统包含一个与腔场二次耦合的薄介质膜。解相关方法被用来求解大量的耦合方程。计算了不同耦合区的瞬态平均腔光子数和声子数。我们还得到了腔场和膜振子的二玻色子二阶关联函数以及它们的互相关函数，这些函数提供了二次光机系统的非经典性质。
2015-06-24 quant-ph
Optomechanical Systems as Single Photon Routers
我们从理论上证明了使用纳米机械系统作为单光子路由器的可能性。我们展示了如何EIT腔光学机械系统可以用来产生一个开关的探测场在一个单光子福克状态，使用非常低的泵浦功率的几个微瓦。我们目前的真空和热噪声的估计，并显示单光子开关的最佳性能恶化，即使在20 mK的顺序的温度只有百分之几。
2012-02-03 quant-ph
Mechanical engineering of photon blockades in a cavity optomechanical system
本文提出了在光机械系统中利用驱动振子来机械地控制光子阻塞。我们表明，通过调整机械驱动参数，我们实现了选择性的单光子封锁（1PB）或双光子封锁（2PB），以及同时在同一频率的1PB和2PB。1PB和2PB的这种机械工程可以从由于机械驱动的调制而引起的非谐能级来理解。与没有任何机械驱动的光机械系统相比，我们的结果对于实现具有多频率的新型光子源是有用的。我们的工作也开辟了新的途径，机械工程量子态表现出高度非经典光子统计。
2019-01-23 quant-ph
Unconventional photon blockade in a hybrid optomechanical system with an embedded spin-triplet
本文提出在内嵌自旋三重态的混合光力系统中利用调制力学耗散实现非传统光子阻塞，在弱耦合下获得g(2)(0)=0，并证明其具备作为高效单光子源的潜力。
2025-07-21 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
Photon blockade in quadratically coupled optomechanical systems
研究了单色光场弱驱动下二次耦合光机械腔的稳态光子统计。我们通过计算腔光子的二阶关联函数来研究光子阻塞。通过将系统限制在零光子、单光子和双光子子空间内，我们得到了关联函数的近似解析表达式。通过求解包含光学耗散和力学耗散的量子主方程，我们还数值研究了关联函数。结果表明，在深分辨边带和单光子强耦合区，单光子共振驱动将导致光子阻塞，而光子阻塞受到机械环境热噪声的限制.
2013-08-29 quant-ph
Strong photon antibunching effect in a double cavity optomechanical system with intracavity squeezed light
本文研究双腔光机械系统中腔内放置简并OPA并施加弱激光驱动时的二阶关联行为，发现通过调节光机械耦合与光子跳跃可在弱、强耦合区实现非常规光子阻塞，从而获得比传统机制更强的光子反聚束效应，并可用于单光子产生。
2022-09-26 quant-ph
Enhanced photon blockade in an optomechanical system with parametric amplification
我们提出了一个方案，以提高单光子和双光子封锁效果显着在一个标准的光学机械系统（OMS）通过光学参量放大（OPA）。该方案不依赖于强的单光子光机耦合，可以消除多光子激发抑制不完全的缺点。通过对单光子阻塞（1PB）机制的分析和对系统参数的优化，得到了一个单光子激发占据概率较高的理想1PB，这意味着可以产生高质量、高效率的单光子源。此外，我们还发现当OPA存在时，不仅双光子阻塞（2PB）效应显著增强，而且2PB效应发生的区域也变宽，在此基础上，我们还推导出了使双光子发射最大化的最佳参数条件，同时更高的光子激发被强烈抑制。
2020-06-19 quant-ph
An optomechanical discrete variable quantum teleportation scheme
提出了一种利用光机器件实现离散变量量子隐形传态的实验方案。利用光子/声子纠缠产生和双光子干涉光学Bell态测量，将单光子的光子偏振叠加态隐形传态到两个微机械振子的声子叠加态.该协议的验证是通过机械设备和光之间的相干态转移来执行的。仿真结果表明，该方案的可行性，在毫开尔文温度下使用国家的最先进的千兆赫光机械设备。
2020-05-08 quant-ph
Optomechanical Bell test
驱动光机械腔运动上边带的激光束的光子可以通过光机械参量过程衰减成光子-声子对。随后，声子态可以通过激发下边带映射到光子态，从而在光机械系统中产生光子-光子对。我们在这里证明，这些对可以违反一个贝尔不等式，当它们被测量与光子计数技术之前，在相空间中的小位移操作。我们的研究结果表明，如何检测非本地的光力学相关性，并开辟了设备无关的量子光力学的方式，其中非经典的光力学相关性可以被证明，而无需对状态结构或测量设备的假设。
2015-06-26 quant-ph
Multi-path photon-phonon converter in optomechanical system at single-quantum level
基于光子-声子非线性相互作用，提出了一种在复合二次耦合光机械系统中实现单量子水平可控多路光子-声子转换器的方案。考虑到该方案的实现，引入了一个相关的机械振子来增强有效的非线性效应。因此，即使在单光子耦合率远小于机械频率（$g\llω_m$）的当前实验条件下，单光子态也可以高保真度地转换为声子态。状态转移协议和他们的传输保真度进行了讨论，解析和数值。将光机械系统与低频谐振腔相结合，设计了一种多路光子-声子转换器，其参数可通过实验调节。这项工作为量子态转移和量子信息处理提供了一个潜在的平台。
2017-01-19 quant-ph
Dissipation-induced topological phase transition and periodic-driving-induced photonic topological state transfer in a small optomechanical lattice
我们提出了一个在实际参数范围内研究基于小光力学晶格的拓扑相变和拓扑状态转移的方案。通过设计有效的光机耦合，我们发现光机晶格可以等价于一个拓扑非平凡的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型。特别地，通过控制腔场的衰减和光机耦合，光机晶格经历了拓扑非平凡SSH相和拓扑平凡SSH相之间的相变.我们强调拓扑相变主要是由腔场的衰减引起的，这是违反直觉的，因为耗散通常是有害的系统。此外，我们还研究了基于小光力学晶格的拓扑保护边缘通道在两个腔场之间的光子态转移。我们发现，通过将具有周期性驱动振幅的外激光引入腔场，可以实现拓扑零能模辅助下的量子态转移。我们的方案为基于微纳光力学量子光学平台的光子拓扑绝缘体的映射提供了基础性和深刻的解释。
2020-09-01 quant-ph
Strong single-photon optomechanical coupling in a hybrid quantum system
工程强单光子光机耦合是光机系统的关键。为此，我们提出了一个由纳米束（声子）耦合到自旋系综和腔（光子）组成的混合量子系统，利用系综-声子相互作用形成的下支极化激元（LBP）的临界特性，可以将LBP-腔耦合增强3个数量级，而上支极化激元（UBP）-腔耦合完全被抑制.我们的方案突破了以往两个谐振子方案中耦合强度小于临界值的条件。此外，在我们的建议，可以诱导强克尔效应。这表明我们提出的方法可以用来研究弱耦合光机系统中的量子非线性和非经典效应。
2021-09-27 quant-ph
Perfect photon absorption in hybrid atom-optomechanical system
近年来，光子吸收引起了人们的极大兴趣，并在许多应用中发挥着重要作用。在这里，我们提出了一个有价值的计划，以研究理想的光子吸收的混合原子光机械系统下和超出低激发极限。在线性激发和非线性激发下，理想光子吸收均存在于光学双稳/多稳阈值之下。由非线性光机相互作用和非线性原子激发引起的光学非线性可以叠加，完全光子吸收与低激发极限以上的光学多稳性之间存在着完美的对应关系，通过增加输入光强可以实现光学双稳性向光学多稳性的转换。理想的光子吸收和光学双稳/多稳特性的结合有利于光子开关的应用。我们相信，这项研究将提供一个可能的设计的光开关。
2017-04-14 quant-ph
Exploiting non-linear effects in optomechanical sensors with continuous photon-counting
光机系统正迅速成为观察量子行为的最有前途的平台之一，特别是在宏观层面。此外，由于其最先进的制造方法，它们现在可以进入其组成的机械和光学自由度之间的非线性相互作用的状态。在这项工作中，我们将展示如何利用这种新的机会来构建新一代的光机械传感器。我们认为，规范的光学机械设置与检测计划是基于时间分辨计数的光子泄漏的腔。通过进行模拟和诉诸贝叶斯推断，我们表明，探测到的光子的非经典相关性可能会至关重要地提高传感器的实时性能。我们相信，我们的工作可能会激发这种设备设计的新方向，而我们的方法也适用于利用非线性光-物质相互作用和光子检测的其他平台。
2022-09-14 quant-ph
Nonreciprocal unconventional photon blockade in a spinning optomechanical system
提出了在由光学谐振腔和自旋光机械谐振腔组成的复合器件中，通过非常规光子阻塞（UPB）实现量子非互易性。我们表明，即使有一个非常弱的单光子非线性，非互易UPB可以出现在这个系统中，即，强光子反聚束只能通过从一侧而不是从另一侧驱动器件来出现。这种非互易性的结果从斐索阻力，导致不同的分裂的共振频率的反循环模式。这种非互易量子UPB器件可以特别用于实现例如，少光子二极管或环行器，以及量子手征光子工程。
2019-03-21 quant-ph
Single photon transmission in strong three-mode optomechanical circulatory system
在少光子区，我们从理论上提出了一个可行的方案，在一个由交叉克尔（CK）型光机械循环系统（OMCS）中实现强耦合光机械循环，其中两个玻色模之间存在线性耦合，同时其中一个玻色模被强相干驱动，其余的被弱驱动.通过调节适当的强相干激光参数，导出了强三模OMCS的朗之万方程。我们指出这种强的光机耦合源于强相干驱动的CK耦合模，从而在相干态位移表象中增强了光机耦合，呈现出非线性的加强。通过对动力学矩阵的全数值模拟，得到了一组最优参数，在此条件下，最小的强OMCS在两个光模之间表现出单光子完全非互易传输，在光机械模之间表现出单向传输。对于探测场，系统呈现出光机械诱导透明（OMIT）行为。所得结果可广泛应用于环行器、二极管和晶体管等量子器件。此外，我们还简要地分析了由双机械模和一个光学模组成的系统，并进一步将其推广到广义耦合的一维光机阵列和任意模式的光机环网络。在实验上，该系统已被证明是通过各种实验协议和配置，例如光机械晶体和集成量子超导电路实现的。
2018-11-27 quant-ph
A single-photon router based on a modulated cavity optomechanical system
研究了单光子在调制腔光机械系统中的传输，其中腔由强耦合场驱动，机械谐振腔由弱相干场调制.我们发现，当没有一个弱相干场调制MR，系统不能作为一个单光子路由器，因为信号将完全覆盖的量子和热噪声。通过引入弱相干光场，可以通过调节弱相干光场的频率来实现单光子的路由，使系统不受量子噪声和热噪声的影响。
2018-04-26 quant-ph
Tunable photon blockade in a hybrid system consisting of an optomechanical device coupled to a two-level system
本文研究了光机械谐振腔与二能级系统（TLS）耦合的腔中的光子阻塞和反聚束现象。特别是，我们分析了耦合强度（机械模式），跃迁频率和TLS的光子封锁的衰减率的影响。由于TLS通过与机械谐振器形成的修饰态改变了光机系统的能级结构，因此腔场的统计特性受到TLS的影响。我们发现，TLS的跃迁频率和TLS与机械谐振器之间的耦合强度可以显着改变光子阻塞和隧穿。因此，我们的研究提供了一种方法来调整光子封锁和隧道使用可控TLS。
2015-09-05 quant-ph
Optomechanical preparation of photon number-squeezed states with a pair of thermal reservoirs of opposite temperatures
本研究提出一种无需精确控制量子动力学、抗耗散的光子数压缩态制备机制，利用正负温度热库的两类耗散自平衡生成亚泊松分布稳态，并结合腔光力学系统参数验证了方案可行性。
2023-08-24 quant-ph
Enhanced energy transfer to an optomechanical piston from indistinguishable photons
涉及气体和活塞的思想实验，如麦克斯韦的恶魔和吉布斯的混合，是我们理解热力学的核心。在这里，我们提出了一个量子热力学的思想实验中，能量转移从两个光子气体的活塞膜的增长与光子数的平方不可区分的气体，而线性可区分的气体。这种玻色聚束的特征可以在光学机械实验中观察到，突出了这些系统在量子领域实现热力学思想实验的潜力。
2020-06-05 quant-ph
Photon-assisted entanglement and squeezing generation and decoherence suppression via a quadratic optomechanical coupling
纠缠和量子压缩因其非经典特性在量子技术中有着广泛的应用。在这里，我们研究了开放的自旋光机械系统中的纠缠和量子压缩，其中Rabi模型（自旋耦合到机械振子）通过二次光机械耦合耦合到辅助腔场。我们发现，它们的性能可以通过辅助腔的光子，这来自于光子相关的自旋振荡器耦合和失谐的调制。具体地说，可以实现完全可切换的自旋-振子纠缠，同时也实现了强的机械压缩。此外，我们还研究了环境引起的退相干和耗散，发现它们可以通过增加光子数来减轻。这一工作为利用二次光力学操纵腔量子电动力学中的纠缠和量子压缩以及抑制退相干提供了一种有效的方法。
2019-10-15 quant-ph
Controllable optical bistability based on photons and phonons in a two-mode optomechanical system
本文从理论上研究了双模腔光机系统中腔内光子数的变化规律，其中两个腔模耦合到一个共同的机械谐振腔。当两个腔模分别由两束泵浦光驱动时，我们发现可以通过调节泵浦光的功率和频率来控制光学双稳。与机械模式的共同相互作用使人们能够通过调节驱动另一个腔的泵浦激光束来控制一个腔中的泵浦行为。我们还表明，这两个分支的光学双稳态光子数低于单位可以观察到在这个双模光机系统。这种现象在可控光开关中有潜在的应用。
2013-08-13 quant-ph
Photon blockade in non-Hermitian optomechanical systems with nonreciprocal couplings
该研究在弱耦合近似下探究带双纳米颗粒的受激回音壁模式微腔非厄米光力系统的光子阻塞，分析奇异点与非奇异点处的常规、非常规光子阻塞特性及参数影响，为非厄米光力系统制备单光子源提供可行灵活方案。
2024-04-17 quant-ph
Single Photon Generation in a Cavity Optomechanical System induced by a Nonlinear Photonic Crystal
提出了一种在弱驱动非线性光子晶体混合腔光机系统中实现单光子封锁的新方案。即使当单光子光机械耦合强度小于光模衰减率时，也能实现亚泊松统计。该方案放宽了光机系统中光子封锁对强耦合的要求。结果表明，在通信波长处可以产生光子阻塞。
2017-06-08 physics.optics quant-ph
Quantum dynamics of an optomechanical system in the presence of photonic Bose-Einstein condensate
本文从理论上研究了微腔中几乎纯光子凝聚体与振荡机械膜的光-机相互作用。在Bogoliubov近似下，由于凝聚相中存在大量的光子，光子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的Bogoliubov模与膜的机械运动之间存在线性的强有效耦合，该耦合依赖于非线性的光子-光子散射势.这种耦合导致机械运动的冷却、简正模分裂、输出光场的压缩以及腔场激发模与机械模之间的纠缠。我们发现，一方面，光子气体的非线性增加了微腔输出光场的压缩程度和高温冷却过程的效率。另一方面，它降低了振动膜位移谱的NMS和光机械纠缠度。此外，光子BEC的温度可以用来控制上述现象。
2016-10-14 quant-ph
Distinguishing photon blockade in a PT-symmetric optomechanical system
研究了宇称时间（PT）对称性对双腔光机系统中光子阻塞的影响，并区分了不同的阻塞机制。通过研究系统的光统计，我们发现当PT对称性破缺和未破缺时，系统的光子阻塞行为完全不同，这与PT相变有关。此外，在适当的系统参数下，还发现了两个腔同时被阻塞的有趣现象。这些统计现象都进行了详细的分析，并证明了解析求解薛定谔方程和数值模拟的主方程，分别。最后，我们还考虑了非PT对称的情况，通过比较这些结果进一步揭示了光子封锁的物理本质。与通常的光子封锁不同，我们的建议即使在弱参数机制下也是可行的，即，该方案既不需要强的光机耦合，也不需要腔之间的大的隧穿耦合。
2019-03-29 quant-ph
Optomechanical Two-Photon Hopping
跳跃机制在多体物理中的集体现象中起着关键作用。创建和控制显示此功能的系统的能力对于下一代量子技术非常重要。在这里，我们研究两个腔分离的振动双面完美的镜子，并表明，在目前可用的实验参数，该系统显示光子对跳跃的两个电磁谐振器之间。特别地，双光子跳跃不是由于隧穿，而是由于更高阶的共振过程。从经典的问题出发，振动镜完美地分离了腔的两侧，我们对系统进行了重新设计，然后两侧可以相互作用。这为研究光机械晶格中光子对传播的新机制提供了可能。
2022-08-11 quant-ph
Implementation of weak measurement amplification with the weak coherent light and optomechanical system
在光机系统中，后选弱测量的研究大多集中在用单光子作为被测系统。然而，我们发现，使用弱相干光而不是单个光子也可以放大镜的位置位移的一个光子。在WVA机制（弱值放大机制）中，一个光子的弱值可以位于本征值谱之外，与成功和失败的后选择之间的镜的位置位移的差成比例，并且其成功的后选择概率取决于相干光的平均光子数，并且通过相应地调整它来改善。在WVA区外，放大极限可以达到真空涨落的水平，并且当平均光子数和光机耦合参数选择适当时，其成功后选择概率变高，有利于在现有实验条件下观察到最大放大值。这一结果打破了难以在WVA机制之外检测的限制。这为光机系统中单光子非线性效应的研究开辟了新的途径。
2021-09-18 quant-ph
Proposal for an Optomechanical Microwave Sensor at the Subphoton Level
由于其低能量含量，单光子水平的微波信号非常难以测量。在单光子光机械和混合光机械系统的最新进展的指导下，我们提出了一种多模光机械换能器，可以通过将微波信号绝热转移到光频域，然后进行测量来检测显著低于单光子水平的强度。讨论了内禀量子涨落和热涨落的影响。
2015-03-17 quant-ph
Coupling Enhancement and Symmetrization in Dissipative Optomechanical Systems
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Northeast Normal University（东北师范大学）
本研究通过双激光驱动和增强交叉凯尔非线性，实现了光学机械系统中强耦合与对称化，拓展到超强耦合 regime，探索少光子效应。
2026-02-26 quant-ph
Phase-enhanced nonreciprocal photon-phonon conversion via coupled optomechanical cavities
Optics and Photonics Centre, Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院光学与光子学中心）
本文研究了通过相依赖驱动在耦合光学机械腔中实现非互易声子传输和光-声子信号转换，发现光-声子转换的非互易性无需破坏时间反演对称性，通过调整驱动激光相位差可增强非互易性至40dB隔离水平。
2026-04-03 quant-ph
Nonreciprocal quantum interference and coherent photon routing in a three-port optomechanical system
研究了三端口光机系统中不同弱信号之间的量子干涉，该系统是通过将三个腔模耦合到同一个机械模上实现的。如果一个腔作为一个控制端口，并不断地受到控制信号的扰动，当另一个信号注入到不同的目标端口时，可以观察到非互易量子干涉。特别是，我们表现出频率无关的完全阻断诱导的完全相消干涉在全频域。此外，相干光子路由可以通过同时扰动所有端口来实现，其中合成信号仅从期望端口输出。我们还发现，路由方案可以扩展到更多端口的光机系统。本文的结果在控制光传输和量子信息处理等方面具有潜在的应用价值。
2019-09-17 quant-ph
Optomechanically induced transparency of x-rays via optical control
寻找新的控制光-物质相互作用的方法是推动基础物理学和应用科学发展的引擎之一。一类特殊的光-物质相互作用界面是通过物质耦合不同频率的光子的装置。这种装置，在设计上不平凡，可以被赋予多功能任务。在这里，我们第一次设想了一种光学机械系统，它将光学和鲁棒的高频X射线光子连接起来，否则这些光子是非常难以控制的。X射线光学系统包括光机械腔和可移动的微杠杆，该微杠杆与光学激光器相互作用并且经由共振核散射与X射线相互作用。我们表明，在这种设置中，可以实现宽范围的光子（10 eV-100 keV）的光机械诱导透明性，从而可以通过光机械控制来调节核X射线吸收光谱。这为计量应用铺平了道路，例如，探测$^{229}$钍时钟跃迁，以及使用可见光子对X射线进行前所未有的精确控制。
2017-06-12 quant-ph
Controllable single-photon nonreciprocal transmission in a cavity optomechanical system with a weak coherent driving
研究了单光子在腔光机械系统中的非互易传输，其中腔支持顺时针和逆时针循环光模，机械谐振腔由弱相干驱动激发，信号光子由一系列脉冲组成，每个脉冲只有一个光子.我们发现，如果输入态是单光子态，仅从透射谱的角度研究非互易性是不够的，因为非互易性发生的频率远离单光子的峰值频率。因此，我们通过比较输入场和输出场的频谱来显示非互易传输行为。在我们的系统中，通过改变弱相干驱动的幅度，可以实现信号在单光子水平上从单向隔离到单向放大的转变。讨论了机械热噪声对单光子非互易传输的影响。
2018-04-10 quant-ph
Quantum correlations in optomechanical crystals
光学力学领域为我们提供了几个量子光子-声子界面的例子。在这篇论文中，我们从理论上研究了微加工光机械阵列中量子关联的产生和操纵。我们考虑一个系统，包括本地化的光子和声子模式相互作用，通过辐射压力在每个晶格位置与相邻站点之间的光子和声子的跳跃的可能性。我们表明，这样的相互作用可以关联的驱动耦合光机阵列的各种模式与精心选择的系统参数。此外，在高斯涨落的线性化区域中，量子关联不仅在存在热噪声的情况下存活，而且还可以通过热产生。我们发现，这些光机阵列提供了一个合适的平台，量子模拟的各种多体系统。
2019-05-23 quant-ph
Photonic Spin Hall Effect using bilayer Graphene in Nano Optomechanical Cavities
提出在含双层 Graphene 的纳米光机械腔中实现光子自旋霍尔效应的理论模型，通过调节光机械相互作用、腔场与 G-mode phonon 耦合及电子态相互作用，实现对该效应的相干控制、增强与非对称调控，为自旋光子效应和量子传感研究提供新途径。
2025-09-17 quant-ph
Improving photon blockade, entanglement and mechanical-cat-state generation in a generalized cross-Kerr optomechanical circuit
University of Isfahan（伊斯法罕大学）；Iranian Center for Quantum Technologies（伊朗量子技术中心）
该研究提出了一种改进广义交叉凯尔光学机械电路的方案，通过引入非线性耦合增强光子阻塞、纠缠和机械猫态生成，适用于量子传感与通信。
2023-12-11 quant-ph
A trapped ion in an optical cavity: numerical study of an optomechanical transition in the few-photon regime
我们考虑了一个由一个被囚禁的离子色散耦合到一个泵浦光腔的单模组成的光机系统。我们关注的参数范围是，半经典描述预测在小光子和大光子泵浦的极限下有两种明显不同的平衡配置，而对于中间泵浦则发现双稳态状态。然而，这种半经典描述在系统跃迁附近或平均光子数较低时无效。在这里，我们提供了一个完全量子态在少光子制度的数值分析，探索跨过渡的渐近状态的功能和分析可能的标记的半经典双稳态。我们发现系统的熵和过渡区的纠缠增加，但在演化谱中没有明显的亚稳特征。
2021-10-26 quant-ph
Optomechanical quantum information processing with photons and phonons
我们描述了如何在多模光学机械系统中的强共振相互作用可以用来诱导单光子和声子之间的受控非线性耦合。结合光子和声子之间的线性映射方案，这些技术为各种经典和量子信息处理应用提供了通用的构建块。我们的方法特别适合于纳米光学机械设备，其中在单光子水平上的强光学机械相互作用在实验范围内。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic entanglement transfer in a double-cavity optomechanical system
本文从理论上研究了双腔系统，其中机械谐振器梁通过辐射压力与两侧的两个腔模耦合。腔之间经由谐振器的间接耦合建立了两个腔与公共谐振器之间的光机械纠缠的相关性。这种关联引发了从腔内光子-声子纠缠到腔间光子-光子纠缠的纠缠转移。使用数值解，我们显示了两个不同的制度的光机系统，其中间接纠缠要么建立并最终饱和或经历了死亡和复苏的周期，经过一段时间后，启动的左，右腔模式的合作运动。
2015-05-23 quant-ph
Two-photon scattering in mixed cavity optomechanics
研究了混合腔光机系统中的双光子散射，该系统由单模腔场和单模机械振荡通过一阶和二阶光机相互作用耦合而成.通过在Wigner-Weisskopf框架下求解散射问题，得到了该系统的解析散射态，并发现了与双光子散射相关的四个物理过程。我们计算了双光子散射谱，发现在散射过程中可以诱导出双光子频率的关系。建立了混合腔光机系统参数与双光子散射谱特性之间的关系。这项工作不仅提供了一个散射的手段来创建相关的光子对，但也提出了一个光谱的方法来表征光机系统。
2021-06-03 quant-ph
Entanglement Generation Between Two Mechanical Resonators in Two Optomechanical Cavities
提出了一种标准模型，用于研究两个空间分离的光机腔的相关特性。腔通过光子跳跃过程耦合。特别地，我们研究了强耦合机制下机械谐振腔之间纠缠的产生，假设两个腔是由相干激光场驱动的。为了量化纠缠，我们使用对数负性。的解析解的系统中的参数制度非常接近目前的实验结果。我们发现，在腔之间的光子跳跃过程的存在下，两个机械谐振器和场模式可以纠缠。这清楚地表明，纠缠可以通过光子跳跃耦合的辐射压力从腔内光子-声子纠缠转移到腔间光子-光子或声子-声子纠缠。
2017-01-19 quant-ph
Photon-phonon quantum cloning in optomechanical system
量子克隆是量子信息和量子计算中必不可少的操作。与经典计算中的“复制”操作类似，从存储中的固态量子比特克隆飞行比特以供进一步处理是量子信息处理中经常使用的操作。在这里，我们提出了一个高保真度和可控的量子克隆方案之间的固体比特和飞行比特。为了克服不可克隆定理和弱声子-光子相互作用的障碍，我们引入了一种混合光机械系统，在耗散存在的情况下，借助设计的驱动脉冲，该系统可以同时完成接近理论最优极限的概率克隆和确定性克隆.此外，我们的计划允许两个克隆方法，即概率性和确定性克隆之间的高度可调切换，通过简单地改变输入激光脉冲。这为实验可执行性提供了一个有前途的平台。
2023-02-11 quant-ph
Quantum state transfer of superposed multi-photon states via phonon-induced dynamic resonance in an optomechanical system
本文提出利用光机械非线性区域中的声子诱导动态共振，在两个光学腔之间确定性转移宏观叠加多光子态，并在现有技术参数下实现0.99的转移保真度。
2025-01-03 quant-ph
Optomechanical photon shuttling between photonic cavities
光力驱动的光子器件的机械运动提供了光场之间耦合的深刻手段。这些光学机械效应的当前焦点一直是腔光学机械系统，其中共定位的光学和机械模式强烈地相互作用，以使光子和声子之间的波混合和机械模式的反作用冷却。或者，扩展的机械模式也可以在传播的光场或多个本地化的光学模式的距离诱导强烈的非局部效应。在这里，我们展示了一种新型的多腔光机械器件：“光子跷跷板”，其中扭转光机械运动可以在两个光子晶体纳米腔之间穿梭光子。跷跷板两侧各有一个谐振腔，其谐振频率通过设备的旋转进行反对称调制。将光子泵浦到一个腔中激发光机械自振荡，其强烈地调制腔间耦合并且在每个振荡周期期间以良好调节的方式将光子穿梭到另一个空腔。
2014-09-03 physics.optics quant-ph
Gravimetry enhanced by nonreciprocal optomechanical coupling
本文提出利用耗散光机械腔中的非互易耦合测量重力加速度，证明其在强单光子驱动、双光子临界点及弱驱动量子 Fisher 信息等情形下均优于互易耦合。
2025-05-14 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
Spectral characterization of couplings in a mixed optomechanical model
本文研究了由线性和二次光力相互作用组成的混合光力模型中的单光子发射和散射谱。光谱计算的基础上的单光子发射和散射过程在这个系统中的精确长时间的解决方案。我们发现在适当的参数条件下，谱中存在一些声子边带峰，在声子边带峰周围存在一些次峰。光谱特征和光机相互作用之间的对应关系被确认，并且可以通过分析光谱中的共振峰和共振谷来推断光机耦合强度。
2020-09-13 quant-ph
Superposition of macroscopically squeezed states with enhanced squeezing in cavity optomechanical system at single-photon level
提出了一种在双模光机械系统中产生具有增强压缩的叠加宏观压缩态的有效方法。这可以通过对腔频率或两个腔模式之间的耦合强度引入正弦调制来实现。在适当的条件下，通过优化耦合强度的相对比值，单光子压缩效应可显著提高到12.16dB。通过仔细调节系统参数，可以得到进一步增强的压缩。根据Wigner准概率分布，我们给出了Yurke-Stern型压缩态的压缩误差椭圆和干涉条纹，表明了压缩和叠加特性。我们的状态生成方案表现出可靠的性能和强大的抵抗有限的环境波动，这意味着应用的基本利益和实用价值。
2019-05-14 quant-ph
Negative cavity photon spectral function in an optomechanical system with two parametrically-driven mechanical modes
提出一种含两个参变驱动机械模式的光机械方案，通过控制协同参数与调制参数实现等效于负吸收的负腔光子谱函数，为可调光机械滤波器与光学晶体管提供新平台。
2023-09-28 quant-ph
