Quantum reservoir engineering through quadratic optomechanical interaction in the reversed dissipation regime
我们探讨电磁场耦合到机械谐振器通过二次光机相互作用在反向耗散制度的机械阻尼率远大于腔场耗散率。它示出，在这个政权中，腔场有效地获得一个额外的水库，这是由机械浴的温度以及机械阻尼率的条件。我们解析地找到了机械振子冷却或加热耦合电磁场的稳态平均光子数和临界温度。我们还表明，在二次耦合的情况下，可以通过观察腔场的噪声谱来估计的机械振荡器的温度在量子制度。
2017-09-01 quant-ph
Single-photon quadratic optomechanics
本文给出了二次光力学中单光子与薄膜机械运动相干相互作用的精确解析解。我们考虑单光子发射和散射时，光子最初是在腔内和腔外的领域，分别。使用我们的解决方案，我们计算的单光子发射和散射光谱，并找到的光谱特征和系统的固有参数，如：光机耦合强度，机械频率，和腔场衰减率之间的关系。特别是，我们澄清的声子边带是可见的条件。我们还研究了长时间发射态和散射态的光子-声子纠缠。我们用线性熵来描述这种纠缠，把它看作是单模声子和单光子之间的二分纠缠。
2014-09-10 quant-ph
Dual-mode ground-state cooling in quadratic optomechanical systems: from multistability to general dark-mode suppression
Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus)（中山大学（珠海校区））；Shihezi University（石河子大学）；Guangdong University of Technology（广东工业大学）
研究二次光机系统中通过调节腔失谐和耦合强度实现从光学双稳态到多稳态的转变，并在非线性稳态解的动态稳定分支上实现双机械振子的同时基态冷却，同时通过二阶光机诱导频移有效抑制暗模效应。
2026-04-16 quant-ph
Dissipation-driven squeezed and sub-Poissonian mechanical states in quadratic optomechanical systems
在这项工作中，我们研究的光机系统中，有一个纯粹的二次光机耦合之间的光学和机械模式。光模由三个相干场泵浦，机械模由参量驱动。我们表明，如果适当地选择光和机械驱动的频率和振幅，光-机械相互作用会产生一种有效的相互作用，这种相互作用在存在光阻尼和不存在机械阻尼的情况下，具有压缩真空态和压缩单声子态作为动力学的暗态。这些态以呈现正交压缩和亚泊松统计而闻名。然而，即使在机械阻尼的存在下，也有可能找到具有大程度的正交压缩或强亚泊松统计的稳态。此外，我们发现了一个反直觉的行为，在非零温度的机械环境中，可以观察到更明显的亚泊松统计的机械状态。
2014-10-04 quant-ph
Quantum signatures in quadratic optomechanical heat engine with an atom in a tapered trap
我们研究如何量子签名可以出现在一个单原子热机组成的一个原子被限制在一个锥形的陷阱，并受到热和冷的热库。在Ref. [1]的文件。我们这样一个系统使用二次光机模型，并确定一个有效的奥托循环系统的动态。我们比较了发动机的性能在量子和经典的制度，通过评估的功率耗散。我们发现，降低温度是不够的，使单原子引擎的参考。[1]真正的量子增强型热机。我们表明，这是必要的，使陷阱更不对称和限制，以确保量子关联引起的功率输出的增强。
2022-08-17 quant-ph
Optomechanical systems with linear and quadratic position couplings: Dynamics and optimal estimation
University of Cologne（科隆大学）；Forschungszentrum Jülich, Institute of Quantum Control, Peter Grünberg Institut (PGI-8)（于利希研究中心，量子控制研究所，彼得·格林伯格研究所（PGI-8））；Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, Center for Life Nano-Neuroscience at la Sapienza（意大利理工大学基金会，拉萨皮恩扎大学生命纳米神经科学中心）；HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利研究与教育网络维格纳物理研究中心）
本文研究了具有线性和二次位置耦合的光学机械系统，通过双声子相干态方法求解量子哈密顿量，并利用平衡锁相光电探测展示经典 Fisher 信息可达到量子 Fisher 信息极限。
2026-02-13 quant-ph
Dynamics and Spectral Response of linear-quadratic optomechanical interaction: Effects of pure dephasing
本文研究线性-二次光机系统在纯退相干下的动力学与光谱响应，揭示退相干速率对声子数和正交分量的影响，并采用非平稳光谱学分析机械响应，比较不同耦合类型的效果。
2025-01-24 quant-ph
Optical Response and Drift Matrix of Quadratic Optomechanical System
光机系统中的非线性相互作用在许多有趣的研究和现象中起着至关重要的作用，如F。Monifi等人[Nature Photonics 10，399405（2016）]和Zhong-Peng Liu等人提出的光学机械对称性破缺[Phys. Rev. Lett.117，110802（2016）]。本文从理论上研究了含有两个原子能级的二次耦合光机系统。我们首先研究了系统在稳态下的各种模式的解，然后我们观察了透射强度（T）随系统的几个参数的变化。进一步，我们推广了我们的分析，找到了二次光机系统的漂移矩阵和稳定性条件，通过消除原子自由度。
2020-08-01 physics.optics quant-ph
Higher-order interactions in quantum optomechanics: Revisiting theoretical foundations
量子光学力学的理论是从第一原理中重建的，通过从光的运动方程中找到拉格朗日量，然后继续到哈密顿量。非线性项，包括二次和高阶相互作用，在任何可能的正则参数选择下都不会消失，并导致动量和场的耦合。二次力学参数相互作用的存在，然后严格证明，这是迄今为止，在以前的研究中假设唯象。当机械频率与电磁频率相同或大于电磁频率时，对二次项的校正特别重要。进一步讨论了压缩效应和相对论修正。
2017-06-24 quant-ph
Quantum Simulation of Tunable and Ultrastrong Mixed-Optomechanics
我们提出了一个可靠的方案来模拟可调和超强混合（一阶和二次光机耦合共存）耦合双模玻色子系统中的光机相互作用，其中两个模式耦合的交叉克尔相互作用和两个模式之一是通过单激发和双激发过程驱动。结果表明，混合光力相互作用可以进入单光子强耦合甚至超强耦合区。一阶和二次光机耦合的强度可以根据需要进行控制，因此可以实现一阶、二次和混合光机模型。特别地，通过引入适当的压缩真空浴，可以完全抑制驱动模的热噪声。我们还研究了如何利用模拟的相互作用产生相干压缩态和真空态的叠加态。通过计算封闭系统和开放系统情况下的维格纳函数，表征了产生态的量子相干性效应。这项工作将为在量子模拟器中观察和应用超强光机效应铺平道路。
2021-08-19 quant-ph
Squeezing-enhanced quantum sensing with quadratic optomechanics
针对线性腔光力学传感器难以测量机械能的限制，本文提出在二次COM系统中引入量子压缩光，使其性能超越标准量子极限，并兼容现有先进工程技术。
2024-08-03 quant-ph
Unconditional Wigner-negative mechanical entanglement with linear-and-quadratic optomechanical interactions
在量子相空间中产生Wigner函数为负值的纠缠态是一项具有挑战性的任务，特别是对于大规模的，可能是宏观的系统，如机械谐振器。在这项工作中，我们提出了两个方案的基础上水库工程无条件生成Wigner负纠缠态。我们考虑两个非相互作用的机械谐振器，辐射压力耦合到一个或两个共同的腔场;与场的光机械耦合具有机械位移中的线性和二次部分，并且腔以多个频率驱动。我们分析表明，这两个方案稳定的Wigner负纠缠态，结合了双模压缩真空的纠缠与立方非线性，我们称之为双相位纠缠（CPE）态。然后，我们进行了广泛的数值模拟来测试的鲁棒性Wigner负纠缠近似CPE状态稳定的存在下的热退相干。
2023-02-07 quant-ph
Asymmetry-Based Quantum Backaction Suppression in Quadratic Optomechanics
随着光力学领域的进步，二次色散耦合（QDC）承诺一个越来越可行的一类定性的新功能。然而，领先的QDC几何形状也产生线性耗散耦合，以及相关的量子辐射力噪声，这对QDC应用是不利的。在这里，我们提出了一个简单的修改，大大降低了这种噪声，而不改变QDC的强度。我们确定的最佳制度的操作，并讨论内的光学悬浮和无损声子测量的例子的优势。
2022-03-01 physics.optics quant-ph
Effect of linear and quadratic coupling on dynamical parameters of an optomechanical oscillator
本研究通过半经典哈密顿形式分析光机械系统中线性与二次耦合对机械频率和阻尼率的影响，发现线性耦合增强修正而二次耦合减弱，并有助于理解机械模式冷却机制。
2025-01-20 quant-ph
Quantum estimation of coupling strengths in driven-dissipative optomechanics
利用局域量子估计理论研究了驱动耗散光机械系统中线性和二次耦合强度的测量。对于实验现实值的模型参数，我们发现，线性耦合强度是相当容易估计比二次。我们的分析还表明，这些参数的大部分信息是编码在减少状态的机械元件，和最好的估计策略，这两个耦合参数是很好的近似直接测量的机械位置正交。有趣的是，我们还表明，温度并不总是对估计精度有不利影响，温度的影响在二次耦合参数的情况下更为明显。
2020-12-16 quant-ph
Momentum-Field Interactions Beyond Standard Quadratic Optomechanics
这一章总结了最近的进展，在理论和分析工具的二次光机相互作用，作为当代非线性量子光学的突出领域之一。在这里，我们首先要强调的是，存在哪些类型的非线性相互作用，以及每种非线性相互作用的物理解释。光与机械运动之间的标准二次相互作用表示为腔光强度与镜位置平方的乘积。然而，也存在非标准的二次光机相互作用，它在数学上呈现不同的形式，表现为场动量和镜动量的平方积。这种非标准的二次相互作用来源于两种修正：镜场之间的动量交换和动量守恒，以及不同机制引起的相对论修正。当机械频率与光学频率之比不再可以忽略时，这两种类型的非标准相互作用就变得相关了。接下来，我们转向这种相互作用的解决方案技术，并引入一个正式的高阶算子方法来处理量子系统的非线性演化。这使得人们能够使用线性代数的分析工具准确地研究任何类型的量子非线性相互作用。为了利用高阶算子方法的分析能力，首先需要确定一个闭李代数，它应该在交换下精确或近似地满足闭性，并被称为基。在已知高阶算子的基础上，可以着手构造相应的朗之万方程，现在可以使用现有的线性代数数学工具箱方便地分析该方程，以产生谱密度、矩和期望值。
2018-10-24 quant-ph
Proposal for a near-field optomechanical system with enhanced linear and quadratic coupling
我们提出了一个现实的系统与分离的光学和机械自由度，其中高机械质量的氮化硅膜放置在一个高光学质量的回音壁微腔。强烈增强的线性光机耦合，同时在本系统中的低光学和机械损耗，结果在一个显着的单光子合作超过300。光机械系统中的这种前所未有的协同性使得在低光强下的光学非线性成为可能，并且在产生、存储和实现量子态方面具有巨大的潜力。此外，该装置产生比迄今为止实现的显著更强的二次光机耦合，这对于测量具有高信噪比的声子散粒噪声是期望的。
2012-06-12 physics.optics quant-ph
Unconditional preparation of nonclassical states via linear-and-quadratic optomechanics
储层工程使得能够在噪声环境中稳健地制备纯量子态。我们展示了如何一个新的家庭的量子态的机械振荡器可以稳定在一个腔，是参数耦合到机械位移和位移的平方。腔体由三个音调驱动，分别在红色边带、腔体谐振和第二个蓝色边带上。这样稳定的状态是有限数量声子的叠加（压缩和位移）。它们显示了包含玻色子系统的两个非经典原型的独特特征：通过调整驱动的强度，人们实际上可以从单声子状态移动到薛定谔猫状态。该方案是确定性的，取代测量和反馈回路的需要，并且不需要初始化的振荡器的基态。因此，它能够无条件地制备宏观物体的非经典态。
2018-12-10 quant-ph
Selective linear or quadratic optomechanical coupling via measurement
利用机械谐振器设计线性和非线性耦合的能力是制备和研究宏观力学量子行为的重要目标。在这项工作中，提出了一种基于测量的方案，其中可以使用与机械位置成线性比例的光机相互作用来实现线性或平方机械位移耦合。将所得的平方位移测量强度与使用与机械位移平方的直接相互作用的色散情况下可获得的强度进行比较。实验协议和参数集讨论的机械元件的运动的非高斯状态的产生和观察。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Squeezing- and non-Gaussianity-enhanced quantum thermometry and magnetometry via quadratic interactions in optomechanical-like systems
Koç University（科奇大学）；TÜBITAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBAE)（土耳其应用科学与技术研究基金会基础科学研究院（TBAE））
该研究通过光学机械类系统中的二次相互作用，提升低温下量子温度计和磁计的灵敏度，发现中等耦合和强耦合条件下产生压缩和非高斯特性，从而在弱场和低温区域实现灵敏度的显著增强。
2026-09-24 quant-ph
Quantum signatures in quadratic optomechanics
我们分析了发生在光学机械系统中的量子效应，其中光学模式和机械模式之间的耦合是二次位移（膜在中间的几何形状）。我们表明，它是可能的，在这些系统中观察到的量子效应没有实现单光子强耦合制度。我们发现零点能会引起机械频移，并提出了一种实验方法来测量它。此外，我们表明，它是可能的，以确定声子统计从腔传输，并提出了一种方法来推断谐振腔的温度基于这一功能。为了完整性，我们重新审视的情况下，一个孤立系，并表明，不同类型的机械量子态可以创建，这取决于初始腔状态。在这种情况下，机械运动经历了崩溃和复苏，我们计算的崩溃和复苏的时间，以及压缩的程度。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Route to hyperchaos in quadratic optomechanics
Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（拉卡物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）
该研究通过二次耦合光学机械系统实现超混沌，计算了正李雅普诺夫指数并验证相关维度，为非线性系统和量子领域超混沌研究提供了新方法。
2025-04-17 nlin.CD quant-ph
Method of Higher-Order Operators for Quantum Optomechanics
我们演示了高阶算子方法在非线性标准光力学中的应用。结果表明，在频移中存在对称性破缺，对应于红色和蓝色边带的不等价性。这是由于非线性高阶过程导致不相等的失谐。类似地，高阶共振位移存在，表现为光学和机械共振两者的变化。我们提供了第一个已知的方法来明确估计人口的相干声子。我们还计算了高阶相互作用和相干声子对弹簧效应的修正，并表明这些修正在测量单光子光-机相互作用率时是非常重要的。结果表明，高阶算子在求解具有不同乘性噪声项的光机相互作用时存在非唯一性和多样性选择，其中最小基可提供精确的线性朗之万方程，而解耦一个朗之万方程，从而使整个标准光机问题可由显式表达式精确求解.最后，我们提出了一个详细的治疗乘性噪声以及非线性动态稳定阶段的高阶算子的方法。类似的方法可以在标准光学力学领域之外用于量子物理中的二次和所有其他类型的非线性相互作用。
2018-08-01 quant-ph
Tunable Cavity Optomechanics with Ultracold Atoms
我们提出了一种基于原子芯片的量子腔光学力学的实现与冷原子局域在法布里-珀罗腔。有效的亚波长定位的原子系综允许调谐的线性和二次光机械耦合参数，变化的灵敏度的位移和应变的可压缩气体悬臂。我们观察到这样的调谐腔的光学非线性和光机械频移的影响，提供他们的第一个表征在二次耦合制度。
2010-05-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Force sensing beyond standard quantum limit with optomechanical `soft' mode induced by non-linear interaction
我们考虑一个光机系统，它是由一个机械和光学模式通过线性和二次光机色散耦合相互作用。该系统在高品质因数机械谐振器的情况下在未分辨的边带极限中操作。这样的系统然后充当参数驱动的振荡器，从而获得弹性常数的强度辅助可调性。这使得光学机械系统能够在其“软模式”下操作，其中机械弹簧软化并以较低的谐振频率响应。我们表明，这种软模式可以利用非线性反作用噪声，从而产生更高的力的灵敏度超过传统的标准量子限制。
2019-12-11 quant-ph
Optically mediated nonlinear quantum optomechanics
本文从理论上研究了多个机械模与单个量子化腔场模线性耦合和二次耦合时的光机相互作用。我们特别关注的情况下，光耗散是阻尼的主要来源，在这种情况下，光场可以被消除，导致有效的多模之间的机械模式的相互作用。在线性耦合的情况下，对相互作用的相干贡献可以例如在量子态交换协议中被利用，而非相干部分导致来自单模情况的冷阻尼或放大的显著修改。二次耦合可以导致大量可能的有效相互作用，包括类似于非线性光学中的二次谐波产生和四波混频，其具体形式敏感地取决于耦合的符号。在两种极限情况下，解决边带和多普勒制度的腔介导的两种模式的机械相互作用进行了研究。作为形式分析的一个示例性应用，我们详细讨论了一个双模系统，其中玻色-爱因斯坦凝聚体与法布里-珀罗腔的移动端镜光机械线性耦合。
2012-08-29 quant-ph
Mechanical dynamics around higher-order exceptional point in magno-optomechanics
本文理论研究了磁光力学系统中多种例外点，通过绝热消除腔或Kittel模式，实现了二阶和三阶伪厄米例外点，并揭示了力学模式在例外点附近的独特动力学行为，为量化非厄米相变提供了新途径。
2024-11-13 quant-ph
Quantum synchronization and entanglement of indirectly coupled mechanical oscillators in cavity optomechanics: a numerical study
该研究针对腔光力学中间接耦合的机械振子，提出通过二次型腔-振子耦合实现量子同步与纠缠共存的理论方案，证实稳态下二者可在一定参数范围内同时满足。
2023-05-07 quant-ph
Dissipation-driven nonclassical state generation in optomechanics with squeezed light
本文研究了一个光机械系统，当一个机械振子与一个单模腔场二次耦合时，在压缩光场的驱动下产生一个非经典的机械态。该系统对应于一个政权，其中的光学耗散占主导地位的机械阻尼和光机耦合。我们发现在光机械系统中出现了多声子过程，并证明了在基态制备的机械振子将演化为振幅平方压缩真空态。机械振荡器稳态的维格纳分布是非高斯的，表现出量子干涉和四重对称性。这种通过水库工程产生的非经典力学状态，可以用于低于标准量子极限的力学的位置和动量的量子相关测量。
2018-06-19 quant-ph
Instability of multi-mode systems with quadratic Hamiltonians
本文提出一种几何方法判定量子二次系统的不稳定性，证明系统不稳定当且仅当哈密顿量双曲，并据此分析两模与三模光力系统，发现其稳定参数范围比旋转波近似更宽，且跨越临界边界时发生稳定-不稳定相变并呈现多稳性。
2023-05-30 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
Nonlinear optomechanical systems with quasi-periodic and chaotic dynamics
本文研究光子场绝热消除下含线性、二次和三次光力相互作用的非线性光力系统，分析有效势从单阱到双阱的转变，并揭示不同相互作用组合及调制光场功率对准周期与混沌动力学之间转换的影响。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Higher-order interactions in quantum optomechanics: Analytical solution of nonlinearity
介绍了一种求解量子力学中二次相互作用引起的非线性朗之万方程的方法。一般采用零阶线性化近似，本文提出了一阶和二阶截断摄动格式。这些计划采用高阶系统运营商，然后近似数运营商与其相应的平均玻色子数，只有在需要的地方。导出了高阶算符的谱密度，得到了零时延下二阶关联函数的表达式，揭示了理想激光器在阈值时的腔光子占有率达到$\sqrt{6}-2$，与大量的数值计算结果符合得很好.作为进一步的应用，量子非谐振子的分析，$Q-$函数的计算，量子限制放大器的分析，和非爆破测量。
2017-11-27 quant-ph
Higher-order exceptional point in a blue-detuned non-Hermitian cavity optomechanical system
非厄米特系统中的高阶例外点由于其灵敏的增强和独特的拓扑特征而引起了人们的极大兴趣。然而，实现这样的EP仍然是具有挑战性的，因为与二阶EP（EP 2）相比，在量子系统中通常需要更多的微调参数。在这里，我们提出了一个非厄米三模光机系统的蓝边带制度预测的三阶EP（EP3）。通过推导拟厄米条件的建议系统，一个腔的损失和另一个与增益必须要求。然后，我们表明，EP 3或EP 2可以观察到时，机械谐振器（MR）是中性的，损失或增益。对于中性MR，我们发现通过在参数空间中调节系统参数可以预测两个简并或两个非简并的EP3，而当系统参数从EP3导出时，可以观察到四个非简并的EP2，这与以前在红失谐光力学系统中的研究不同.对于增益（损失）MR，我们发现只有两个简并EP 3或EP 2可以通过调谐增强耦合强度预测。我们的建议提供了一个潜在的方法来预测高阶EP或多个EP 2和研究多模量子压缩周围的EP使用蓝失谐非厄米光力学系统。
2022-09-28 quant-ph
Higher-order exceptional points and enhanced quantum squeezing in a pseudo-Hermitian semiconductor optomechanical system
Hunan Normal University（湖南师范大学）
本文研究赝厄米半导体光机械系统中光子、激子和声子三体耦合产生三阶奇异点（EP3），并揭示EP3附近激子极化激元的双模量子压缩显著增强，同时PT对称相中压缩动力学产生频率梳，而PT对称破缺相和EP3处压缩恒定，可用于探测相变和EP3。
2026-06-01 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
Effect of higher-order interactions in a hybrid Electro-Optomechanical System
详细分析了光机非线性对光电机械混合系统（EOMS）动态演化的影响。在广泛的参数范围内进行的研究表明，二次耦合项显着改变了系统的动态，因此不能忽略任何潜在的应用。
2019-11-22 nlin.CD physics.optics quant-ph
Quantum Magnetometer with Dual-Coupling Optomechanics
提出了一种实验上可行的基于双耦合光机系统的磁强计，其中辐射-压力耦合将磁信号转换为光相位，二次光机相互作用引起周期性压缩效应。后者不仅放大了待测信号，而且加速了信号转换速率，其特征在于实验上可观察到的相位累积效率。在光-机解耦时刻附近，磁信号可估性的极限与$\exp(-6r)$成正比，通过控制压缩参量$r<1$，可将最优估计精度提高近3个数量级。此外，我们的方案对机械热噪声具有鲁棒性，在耗散存在且没有机械振子的基态冷却的情况下，特定测量的灵敏度可以达到$10^{-17}{\rm T/\sqrt{Hz}}$量级。该方案从根本上拓宽了量子精密测量和腔光学力学的研究领域，在高精度片上磁检测方面具有潜在的应用前景。
2022-09-15 quant-ph
Optically induced phonon blockade in an optomechanical system with second-order nonlinearity
声子的量子控制已成为发展量子技术的一个热点。在这里，我们提出了一个建议，以实现声子封锁的二次耦合的光机系统，其中一个强的非线性相互作用的光子和声子之间可以诱导由一个外部场相干驱动腔，和有效的耦合强度是可调的通过调整驱动场的振幅。这种光学诱导的非线性不同于用于实现声子阻断的标准方法，其中非线性是通过将机械系统耦合到超导量子比特来实现的。通过对二阶关联函数的稳态解，我们对声子的统计特性进行了解析和数值研究，发现在光学增强的非线性耦合和高质量的力学系统的基础上，可以有效地实现声子的阻塞.
2018-03-10 quant-ph
Higher-order exceptional point in a pseudo-Hermitian cavity optomechanical system
高阶例外点（EPs），由非厄米简并，在灵敏度增强方面比二阶EPs（EP 2）表现出更大的优势。因此，在各种量子系统中寻找高阶EP对量子信息科学具有重要意义。在这里，我们提出了一个基准腔光学机械（COM）系统组成的机械谐振器（MR）耦合到两个腔通过辐射压力预测的三阶例外点（EP 3）。首先，我们考虑到浴效应，给出了非厄米特COM系统的伪厄米特条件。然后我们考虑了机械增益效应，发现不具有$\mathcal{PT}$对称性的赝厄米COM系统在对称腔和非对称腔中都可以存在EP 3和EP 2。在对称情况下，在参数空间中只能预测EP 3或EP 2，但在非对称情况下，通过调节COM耦合强度，可以将EP 3和EP 2相互转换。我们进一步考虑具有增益的一个腔的情况。对于这种情况，伪厄米COM系统是$\mathcal{PT}$对称的，并且还可以托管EP 3或EP 2。讨论了系统参数对它们的影响。我们的建议提供了一个潜在的方式来实现灵敏的检测和研究其他物理现象{周围}高阶EP 3在非厄米COM系统。
2021-12-14 quant-ph
Dynamic stabilization of an optomechanical oscillator
量子光学力学提供了在非常好的控制实验中研究宏观量子系统中的量子效应的可能性。在本文中，我们讨论这样一种情况，如倒立摆的机械系统的动态稳定。具体的例子，我们研究的是一个“膜在中间”的机械振荡器耦合到一个腔场通过二次optomechanical相互作用，与腔阻尼的主要来源的耗散。我们表明，机械振荡器可以动态稳定的辐射压力的时间调制。我们调查的系统在经典和量子制度突出的相似性和差异。
2014-10-22 physics.optics quant-ph
Multimode strong-coupling quantum optomechanics
本文从理论上研究了通过线性或二次光机械相互作用耦合到单个腔场模的多个机械振子的动力学。我们特别关注强耦合机制，其中腔的衰减速度比机械模式快得多，并且光机械耦合与机械频率相当或大于机械频率，因此光学和机械系统都在深量子机制中运行。使用一个和两个机械振荡器的例子，我们表明，该系统可以经典地表现出双稳性和分叉，我们探讨了这些表现在干涉，纠缠和相关的量子理论，同时揭示了由于腔波动和相干驱动的机械系统的退相干的影响。
2013-09-27 physics.optics quant-ph
Optimal quantum parameter estimation in a pulsed quantum optomechanical system
我们提出了一种脉冲量子光机系统可以应用于量子参数估计的问题，其目标是获得更高的精度参数估计利用量子资源比经典方法。主要研究了量子费舍尔信息对机械频率的影响，发现对光学机械系统的谐振腔施加适当的光共振脉冲驱动，可以提高相应的机械频率参数估计精度。进一步的研究表明，光脉冲驱动产生的机械压缩是最佳量子频率估计的量子资源。
2016-01-08 quant-ph
Single-photon-triggered spin squeezing with decoherence reduction in optomechanics via phase matching
量子自旋压缩是量子信息处理的重要资源，但在存在退相干的开放系统中，其压缩度不易保持。在这里，我们提出了一个在开放系统中实现单光子触发自旋压缩并降低退相干的方案。在我们的系统中，将迪克模型（DM）引入到二次光学力学中，它可以等效于由光子数操纵的有效DM。此外，该光机系统的声子模通过相位匹配耦合到压缩真空库中，从而完全抑制了由环境引起的热噪声。我们证明了单光子激发的声子模的压缩可以完全转移到自旋系综上，并且当且仅当存在自旋压缩时，自旋系综的两两纠缠可以实现.重要的是，当考虑环境的影响，我们的系统可以获得更好的压缩度比在传统的DM可以实现的最佳压缩。同时，在我们的系统中产生的自旋压缩是免疫的热噪声。这为在开放系统中利用单光子产生自旋压缩和降低退相干提供了一种有效的方法，在量子信息处理中具有重要的应用前景。
2021-11-15 quant-ph
Dicke-Hepp-Lieb Superradiant Phase Transition and Independent Modes Model in Quantum Optomechanics
我们证明了在强耦合线性区，色散光-机哈密顿系统可以发生具有两个临界点的Dicke-Hepp-Lieb超辐射相变.高临界点是通常的二级Dicke超辐射相变，而低临界点是一种新的效应，表现出与通常的Dicke超辐射相似的性质。我们还表明，其量子基态附近的机械模式完全从光学模式和Bogoluibov类激发的光学模式的相似性。
2013-03-10 quant-ph
Phonon Quantum Nondemolition Measurements in Nonlinearly Coupled Optomechanical Cavities
在腔光学力学领域，声子数的量子非破坏（QND）测量的建议提供了一个有前途的途径，人们可以通过它来研究纳米机械谐振器的量子性质。在这里，我们调查这些QND测量的光学机械系统，其中二次耦合出现由于共享的对称性之间的一个单一的光学谐振和机械模式。我们建立了一个宽松的限制量的线性耦合，可以存在于这种类型的系统，同时仍然允许一个QND测量Fock状态。这种新的条件使光学机械QND测量，可用于探测介观力学Fock态的退相干，为量子坍塌理论提供了实验测试平台。
2018-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonlinear optomechanics with gain and loss: amplifying higher-order sideband and group delay
研究了具有增益和损耗的非线性光机诱导透明。我们发现：（i）对于单个有源腔，高阶边带的传输速率和群延迟都有显著的提高;（ii）对于有源-无源耦合腔，非线性边带脉冲在宇称时间对称区可以获得数百微秒的光延迟或提前。本文首次揭示的高阶OMIT效应为低功耗光机械放大器的研制开辟了道路，这种放大器不仅可以放大探测光的强度和群延迟，还可以放大探测光的高阶边带。
2016-08-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Slow Light through Brillouin Scattering in Continuum Quantum Optomechanics
提出利用双泵浦受激布里渊散射在纳米光纤中实现无增益无损耗、宽带宽的单光子级慢光，并分析热声子噪声可忽略的条件。
2024-07-22 quant-ph
Nonlinear cavity optomechanics with nanomechanical thermal fluctuations
光腔光机系统中光与运动之间固有的非线性相互作用，除了高驱动的情况下，在所有的线性化描述进行了实验研究。在这里，我们展示了一个纳米级的光学机械系统，其中光和运动之间的相互作用是如此之大（单光子合作$C_0 \approx 10^3$），热运动引起的光学频率波动大于固有的光学线宽。因此，该系统在完全非线性状态下运行，这明显影响光学响应、位移测量和辐射压力反作用。实验表明，在很宽的温度范围内，表观光学线宽主要由热机械引起的频率起伏决定。这种非线性导致传统的热位移测量的光腔光机描述失效。此外，我们探讨了如何辐射压力反作用在这个制度影响的机械波动谱。这种强非线性可以作为控制谐振腔运动状态的一种手段。我们证明了使用高度非线性转导进行二次测量的位置，同时抑制线性转导。
2016-12-23 physics.optics quant-ph
Achievability of Quantum Regime in Optomechanics of Electromagnetically Levitated Nanoparticles: Inclusion of Gradient Force Fluctuations
与直觉相反的是，实验表明，当环境压力降低到一定水平以下时，即使粒子的运动被基于谐振器或基于反馈的机制冷却，电磁悬浮粒子也会从陷阱中逃脱。在这里，我们从理论上表明，环境压力必须保持远高于临界值所产生的梯度力波动（即，电磁力的一部分的波动，其哈密顿量在粒子的位置上是二次的）。此外，我们考虑其他力的波动，并确定不同的实现反馈冷却是否能够达到基态。在一些实现中，冷却速率必须保持远低于由反馈引起的梯度力波动引起的临界值。
2019-05-06 physics.optics quant-ph
$\bf A^2$-robust superradiant phase transition in hybrid qubit-cavity optomechanics
Zhejiang Province Key Laboratory of Quantum Technology and Device, School of Physics and State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Zhejiang University（浙江大学量子技术与器件浙江省重点实验室、物理学院与现代光学仪器国家重点实验室）；Department of Physics, Wenzhou University（温州大学物理系）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳国际量子学院）
本文提出一种混合量子系统，通过引入辅助腔消除$A^2$项的影响，实现对超辐射相变的可控观测，并展示其在SPT点处的高阶压缩特性。
2025-12-24 quant-ph
Probing the generalized uncertainty principle through quantum noises in optomechanical systems
本文在广义不确定原理框架下，研究了谐振腔中简单机械振子与单模光场的相互作用。我们的目的是计算修改后的噪声谱，并观察GUP的影响。我们所考虑的对易关系有一个额外的线性阶动量项和一个二次阶项。面对我们的理论结果与观测结果，我们观察到，我们得到了更严格的约束的GUP参数从噪声谱使用的系统参数的值从不同的实验。
2022-02-17 gr-qc hep-th quant-ph
Detecting the effects of quantum gravity with exceptional points in optomechanical sensors
在这篇论文中，我们研究了一个二元力学系统中，量子引力对系统例外点的影响。一方面，我们发现量子引力的微弱效应可以通过将系统推向一个二阶例外点来感知，在这个二阶例外点上，非厄米系统的谱表现出非解析的甚至是不连续的行为。另一方面，重力扰动将影响系统对沉积质量的灵敏度。为了进一步提高系统对量子引力的敏感性，我们将系统推广到另一个具有高阶（三阶）例外点的系统。我们的工作为利用例外点作为探索量子引力效应的新工具提供了一种可行的途径。
2021-06-29 quant-ph
Two-body quantum absorption refrigerators with optomechanical-like interactions
量子吸收式制冷机（QAR）自主地从冷浴中提取热量，并通过利用来自较高温度储层的输入热量将热量倾倒到热浴中。QAR通常需要三体相互作用。我们提出并研究了一个基于类光机耦合的两体QAR模型，工作介质由两个二能级系统或两个谐振子或一个二能级原子和一个谐振子组成。在理想的情况下，没有内部耗散，在实验可实现的参数，我们的模型可以达到的性能系数是任意接近卡诺界限。我们研究的效率在最大功率，约束为实用目的，并表明，通过使用合适的水库工程和开发的非线性光学机械耦合，可以实现效率在最大功率接近卡诺界，虽然功率逐渐接近零的效率接近卡诺界。此外，我们还讨论了非经典关联和希尔伯特空间的大小对冷却功率的影响。最后，我们考虑一个更现实的版本，我们的模型中，我们认为热泄漏，使QAR非理想，并防止它实现卡诺效率。
2020-06-04 quant-ph
