Optical squeezing of a mechanical oscillator by dispersive interaction
我们考虑一个小的部分反射的振动镜色散耦合到一个高精细腔的单一光学模式。我们证明了这种排列可以用来实现机械振荡镜的量子压缩。
2008-03-08 quant-ph
Pulsed quantum interaction between two distant mechanical oscillators
提出了两个远距离机械振子通过光或微波介质实现脉冲量子非破坏相互作用的可行方案。该建议使用零差测量的调解人和前馈控制的机械振荡器，以达到相互作用。为了验证相互作用的量子性质，我们研究了在力学模式中产生的高斯纠缠。我们评估它的影响下的机械浴和传播损耗的调解人，并提出了优化的相互作用。最后，目前可用的光机和机电平台进行了数值分析。分析表明，以目前的技术，实施已经是可行的。
2016-12-02 quant-ph
Probing the state of a mechanical oscillator with an ultra-strongly coupled quantum emitter
我们研究了在超强耦合机制下，一个机械谐振器与一个受驱动的耗散量子发射体参数耦合的动力学行为。我们表明，这种制度是完全兼容的半经典治疗，我们推导出主方程的发射器和谐振器。我们表明，受驱动的发射极的人口的波动诱导的非对称散射的力学求积。在长时间尺度上，这种散射反向作用于发射器，其最终从驱动光中散射。在量子极限处的这种光学噪声是利用现有技术的混合装置可观察到的。
2018-07-19 quant-ph
Position-dependent mass harmonic oscillator: classical-quantum mechanical correspondence and ordering-ambiguity
我们回收克鲁兹等人。的（Phys. Lett. A 369（2007）400）在经典和量子位置相关质量（PDM）振荡器上的工作。为了详细说明有序的模糊性，我们适当地修改了他们工作中报道的一些结果，并讨论了PDM谐振子的经典和量子力学对应。我们使用一个点正则变换，并证明了一个唯一的量子PDM振子哈密顿量（因此，一个唯一的有序模糊参数集j=l=-1/4和k=-1/2）。为了表明这样的参数集不仅仅是量子PDM振子哈密顿量的表现形式，我们考虑准自由PDM粒子在其自身PDM力场的影响下运动的经典和量子力学对应。
2013-02-22 quant-ph
Probing gravitational interaction between milligram optomechanical oscillators operating in the quantum regime
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, TIFPA（意大利国家核物理研究所，TIFPA）；Institute of Materials for Electronics and Magnetism, Nanoscience-Trento-FBK Division（电子与磁性材料研究所，纳米科学-特伦托FBK分部）；Physics Division, School of Science and Technology, Università di Camerino（卡梅里诺大学理学院物理系）；INFN, Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所，佩鲁加分部）；LENS（激光工程与应用科学欧洲研究中心）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所，佛罗伦萨分部）；CNR-INO（意大利国家研究委员会-光学研究所）
该研究旨在检测毫克级振荡器间引力相互作用及与量子力学的关系，通过特定装置和模拟等方法，能在一定积分时间内检测引力耦合，为探测接近量子 regime 系统的引力效应搭建了现实平台。
2026-07-22 quant-ph
Group theoretical analysis of a quantum-mechanical three-dimensional quartic anharmonic oscillator
本文将群论应用于具有$O_{h}$对称性的量子力学三维四次非谐振子。结果表明，群论预测的退化的能级，并促进微扰理论和瑞利-里兹变分法的应用，以及解释的结果在对称性的解决方案。我们展示了如何获得合适的自适应基集。
2015-01-05 quant-ph
Preparing a mechanical oscillator in non-Gaussian quantum states
提出了一种将非高斯量子态从光场相干传输到机械振子的方案。利用一种新的基于路径积分的方法研究了随机主方程不能处理的开放量子动力学和连续测量过程。我们得到了力学振子的量子态与光场的量子态之间的一个简洁的关系，该关系适用于一般的线性量子动力学。我们通过考虑大规模引力波探测器和小规模腔辅助光机械装置的情况，证明了这种协议的实验可行性。
2010-01-21 quant-ph
Resolved-sideband cooling and measurement of a micromechanical oscillator close to the quantum limit
自量子力学诞生以来，对宏观力学振子中量子现象的观测一直是人们感兴趣的课题。这一制度的先决条件是在低声子占有率和测量灵敏度的振荡器的基态波函数的扩展的规模的机械振荡器的准备。人们普遍认为，解决这两个挑战的最有前途的方法是电子纳米机械系统。在这里，我们第一次接近量子机制与介观尺寸的机械振荡器-肉眼可辨别-和1000倍以上的最重的纳米机械振荡器使用的日期。腔光学机械学的两个关键原理对这些进展至关重要：在attometer水平上对机械位移进行光学干涉测量，以及使用测量引起的动态反向作用来实现机械自由度的解析边带激光冷却的能力。仅使用适度的低温预冷至1.65 K，制备接近其量子基态（63+-20声子）的机械振荡器。同时，读出灵敏度达到标准量子极限的5.5 ± 1.5倍。报道的实验标志着一种范式转变的方法，以量子极限的机械振荡器使用光学技术，并代表了第一步进入一个新时代的实验研究，探讨量子性质的最有形的谐振子：机械振动。
2009-01-11 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
Classical and Quantum Theory of Photothermal Cavity Cooling of a Mechanical Oscillator
光热效应允许机械自由度和光子之间非常有效的光机械耦合。在腔冷却的机械振荡器的背景下，如果量子基态的振荡器可以达到使用光热反作用的问题一直在争论，仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们解决这个问题的补充经典和量子计算。两者都使我们得出结论：第一，基态确实可以使用光热腔冷却，第二，它可以达到在一个政权的腔失谐小，允许大量的光子进入腔。
2010-11-17 quant-ph
Testing spontaneous wave-function collapse models on classical mechanical oscillators
我们表明，自发波函数坍缩模型的加热效应意味着一个实验上显着的增量$ΔT$的平衡温度的机械振荡器。所得到的形式$ΔT$与振子的弛豫时间$τ$成线性关系，且与质量无关。振荡器可以处于经典热态，对于宽范围的频率和品质因数，效应$ΔT$是经典的。我们注意到，$ΔT$的测试不需要量子态监测，但层析成像。在引力相关（DP）和连续自发局域化（CSL）模型的参数范围的强效应边缘可以在经典振子的现有实验的挑战。对于CSL理论，所确定的最高坍缩率参数值立即受到来自当前极端慢衰荡振荡器实验的证据的约束。
2014-11-17 quant-ph
Levitated Ferromagnetic Torsional Oscillators for High-Precision Magnetometry and Probing Exotic Interactions
Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Nanjing University（南京大学）；Zhejiang University（浙江大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文提出了一种高灵敏度磁力计，利用悬浮铁磁扭转振荡器实现高精度磁场检测，并用于探索超出标准模型的非常规相互作用。
2026-03-02 quant-ph
Probing the quantum phase transition in the Dicke model through mechanical vibrations
本文研究了与临界库耦合的系统的量子动力学。在这种情况下，我们采用迪克模型，这是已知的表现出超辐射量子相变（QPT），我们允许下的线性回复力的镜子移动。电磁场通过辐射压力耦合到可移动反射镜，就像在典型的光学机械设置中一样。我们表明，在量子极限下，超辐射相位在不引起退相干的情况下，在反射镜上产生经典驱动力。
2011-03-04 quant-ph
Probing anharmonicity of a quantum oscillator in an optomechanical cavity
提出了一种高精度测量通过辐射压耦合到光场的量子振子的非谐性的方法。我们的协议使用一系列的脉冲相互作用，以执行一个循环中的相位空间的机械振荡器，这是准备在热状态。我们展示了光场如何获得一个相位依赖于非谐性。值得注意的是，人们只需要很小的机械运动的初始冷却来探测甚至很小的非谐性。最后，通过应用量子估计理论的工具，我们计算了由量子力学提出的估计精度的极限，并将其与可行的测量方法，如零差和外差检测腔场所获得的精度进行了比较。特别是，我们证明了零差检测是接近最佳的限制，大量的光子的领域，我们讨论了小的非谐性的估计精度方面的信噪比。
2016-05-03 quant-ph
Cooling mechanical oscillators by coherent control
在光学机械学中，利用电磁场来控制机械柔性系统的单一模式，而其他机械自由度由于模式的相互正交性和高品质因数而保持不受影响。光学控制超出直接寻址模式的扩展将需要机械模式之间的受控耦合。在这里，我们介绍了一个光学悬浮纳米粒子的两个振荡模式之间的光学控制耦合。我们通过将一个振荡模式相干地耦合到第二个模式来同情地冷却第二个振荡模式，第二个模式是反馈冷却的。此外，我们还展示了机械模式之间的相干能量转移，并讨论了它在基态冷却中的应用。
2020-07-21 quant-ph
Cavity-assisted squeezing of a mechanical oscillator
本文研究了光机械系统中振动膜或可动反射镜的压缩态的产生。光学腔由压缩光驱动，并通过辐射压力耦合到膜/镜，有效地为机械振荡器提供压缩热浴。在激光冷却到基态的条件下，我们发现了一种有效的压缩传递，大约60%的光压缩传递到膜/镜（在dB尺度上）。确定了压缩光对载波频率和带宽的要求。在基态冷却条件之外，我们预测在当前系统中可以观察到机械挤压。
2009-04-08 quant-ph
Quantum signature of a squeezed mechanical oscillator
量子力学的一些预言与日常经验的宏观领域形成对比，特别是那些起源于海森堡不确定原理的预言，这些预言被编码在一些可测量算子的非交换性中。尽管如此，在过去的十年中，光机实验已经实现了表现出这种非经典性质的宏观机械振荡器。一个关键的指标是在电磁场中产生的运动边带的强度的不对称性，该电磁场通过干涉测量振荡器的位置。这种不对称性是振荡器量子运动的足迹，起源于其梯形算符之间的非交换性。在强调宏观系统的量子物理学的道路上的另一个步骤是实现强非经典态，并随后观察到独特的量子行为。在这里，我们确实扩展到压缩状态的宏观机械振荡器嵌入在一个光学腔，产生的参数效应起源于一个适当的组合的光场的分析。的运动边带采取一种特殊的形状，与修改后的系统动力学，与非对称的功能揭示和量化的压缩振子运动的量子分量。
2019-07-11 quant-ph
Heat capacities of thermally manipulated mechanical oscillator at strong coupling
相干量子振子是量子统计物理和量子热力学的基本物理系统。它们在实验室中的实现通常涉及对环境温度变化敏感的固态器件。我们用具有温度依赖能级的机械振子的等效态来表示具有温度依赖频率的固态光机械振子的态。我们解释的温度依赖性作为一个结果的振荡器和热浴之间的强耦合。我们探索的参数制度对应的力学和热力学特性的异常行为的强耦合的结果：（i）的本地化和加热诱导的纯化，和（ii）两个广义热容的负性。容量可用于证明能级的温度依赖性的非线性。我们的唯象实验为导向的方法可以刺激新的光机械和热机械实验的发展，探索强耦合热力学的基本概念。
2019-03-19 quant-ph
Quantum collective motion of macroscopic mechanical oscillators
本文在超导电路光机械平台上实现 N=6 个机械振子的量子集体运动，验证 √N 耦合增强，并将集体模式冷却至基态，为多体纠缠和量子计量提供基础。
2024-12-10 quant-ph
Quantum limit for measurement of a weak classical force coupled to a noisy quantum-mechanical oscillator
微小力和位移的精确测量在科学技术中起着重要的作用。近来实验的精确度虽然开始达到量子力学所规定的极限，但不可避免地受到噪声的影响。在这里，我们得到了一个量子极限的不确定性估计的共振经典力作用在一个嘈杂的量子力学振荡器。我们确定了最佳的初始状态的振荡器和最佳的测量程序，从而得到了一个严格的和有用的基准，旨在检测非常小的力的实验。
2012-10-11 quant-ph
On-chip quantum tomography of mechanical nano-scale oscillators with guided Rydberg atoms
纳米机械振荡器以及微加工芯片表面上的里德伯原子波导有望成为未来量子技术的支柱。在一个混合平台与两者，我们表明，在波导中的里德伯原子的光束可以量子相干询问和操纵纳米机械元件，允许充分的量子态断层扫描。断层扫描的核心是使用里德伯原子作为探针的量子非破坏测量。通过在原子与振荡器相互作用时用外场驱动原子，也可以实现振荡器的量子相干位移。我们数值证明了这种完全集成的片上控制和读出套件的量子纳米力学的可行性，考虑到噪声和误差源。
2017-03-31 quant-ph
Achieving steady-state entanglement of remote micromechanical oscillators by cascaded cavity coupling
本文提出了一种在单向耦合腔中产生远程微机械振子稳态纠缠的方案。对于两个机械振子系统，我们证明了当每个腔中的两个腔模分别在红失谐和蓝失谐边带处被驱动时，借助于腔耗散，两个机械振子可以产生一个稳态双模压缩真空态.通过调节泵浦激光器的相对强度可以控制压缩程度。我们的计算还表明，实现的机械纠缠是强大的声子环境的热波动。对于多个机械振子的情形，我们发现，通过腔耗散，在远程机械振子之间也可以建立起稳态的真实多体纠缠。该方案不需要非经典光输入或条件量子测量，并且可以用现有的实验技术实现。
2012-10-08 quant-ph
Realizing a mechanical dynamical Casimir effect with a low-frequency oscillator
本研究提出在含低频机械振荡器的混合光力学系统中实现机械动力学卡西米尔效应，通过三波混频机制转化机械能为光子，避免了实验难以实现的高频机械振荡器需求，可在不同耦合区域产生显著DCE光子通量。
2025-02-21 quant-ph
Mechanical Oscillator Can Excite an Atom Through the Quantum Vacuum
本文考虑了强耦合的双光子拉比模型，其中一个腔镜与一个机械振子相连。我们发现，当腔处于真空态时，即使腔的品质因数很低，原子与机械振子之间也存在共振耦合。这种耦合是相干的，可以通过动态Casimir效应引起的虚光子对交换来实现。此外，当考虑单光子拉比模型时，我们发现原子可以从虚光子对中吸收一个光子，而让另一个光子转化为实光子。这种行为与著名的霍金辐射类似。我们的理论模型中所用的参数都是目前实验中可行的数据。我们的理论揭示了一种新的有效相互作用，并可能发现应用范围从量子信息纳米技术。
2021-06-27 quant-ph
Remote preparation of motional Schrödinger cat states via dissipatively-driven non-Gaussian mechanical entanglement
提出利用双色泵浦腔光力系统中的耗散驱动形成非高斯机械纠缠，并通过零差检测远程制备机械薛定谔猫态，验证其非经典特性与抗热噪声鲁棒性。
2025-03-14 quant-ph
Temporal evolution of a forced optomechanical system with linear and quadratic field -- mechanical oscillator couplings
本研究利用李代数方法求解了具有线性和二次耦合的光机系统的时间演化算符，包括无驱动和受迫两种情况，并通过数值模拟验证了结果的准确性。
2024-12-16 quant-ph
Phase Anti-Synchronization dynamics between Mechanical Oscillator and Atomic Ensemble within a Fabry-Perot Cavity
相位同步是指两个或多个系统之间的相位差被锁定的一种集体现象，在物理性质相同的系统之间，如机械振子之间的同步和原子系综之间的同步等，相位同步已得到广泛的研究。在这里，我们研究了机械振子和原子系综这两个具有不同物理性质的系统之间的同步行为，并观察到一种新的同步现象，即，锁定相位和而不是相位差。我们将这种独特的同步称为相位反同步，并证明了这种相位反同步在经典和量子水平上都可以实现，这意味着这种新颖的集体行为可以在实验中得到验证.此外，相位反同步和量子关联之间的一些有趣的联系被发现。
2020-06-05 quant-ph
Entangled Mechanical Oscillators
量子力学的标志包括叠加和纠缠。在大型复杂系统的背景下，这些特征应该会导致像薛定谔猫这样的情况，它存在于与放射性原子核纠缠的活态和死态的叠加中。这种情况在自然界中是不存在的。这可能仅仅是由于我们无法将感兴趣的系统与周围环境充分隔离-技术限制。另一种可能性是某种尚未发现的机制，它阻止了宏观纠缠态的形成。这种限制可能取决于系统中基本成分的数量或纠缠的自由度的类型。在自然界中普遍存在的一个系统是不同的机械振荡器，它的纠缠以前没有被证明过。在这里，我们证明了确定性纠缠的分离的机械振荡器，由两对原子离子的振动状态举行的不同位置。我们还证明了原子离子的内部状态与一个遥远的机械振荡器的纠缠。
2009-01-29 quant-ph
Cooling Flexural Modes of a Mechanical Oscillator by Magnetic Trapped Bose-Einstein Condensate Atoms
本文从理论上研究了磁阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体原子（Rb ~（87））对机械振子弯曲模的冷却。这个机械振荡器的一端自由连接着一个小磁铁，产生一个振荡的磁场。当它的振荡频率与Rb 87原子的某些超精细塞曼能量相匹配时，被捕获的BEC原子被机械振荡器耦合出磁阱，从机械振荡器中窃取能量飞离磁阱。因此，降低了机械振荡器的模式温度。本文分析了用弯曲模的平均稳态声子数来测量机械振子稳态的模温。结果表明，在最佳的力学振子和囚禁BEC原子混合系统参数下，可以达到声子数小于1的基态。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of Arbitrarily Multiple Entangled Fields via Mechanical Oscillator Displacement
提出了一种在传统的单腔光机械系统中，利用两个强输入泵浦场诱导的机械振子位移产生任意多体连续变量纠缠的方便有效的方案.结果表明，当两个泵浦场具有合适的振幅比和相对初始相位，分别调谐到单个腔模的红、蓝机械边带，而每个探测场相对于不同的相邻腔模的机械频率发生红失谐时，两个泵浦场和任意数量的相对较弱的探测场的输出之间的多体纠缠可以被实现和优化.该方法原则上可以推广到仅用相干光场就可以灵活方便地产生任意多个非简并亮纠缠场，在实际量子通信和网络中有着广阔的应用前景。
2021-12-08 quant-ph
Dissipation-driven two-mode mechanical squeezed states in optomechanical systems
在本文中，我们提出了两个量子光力学安排，允许耗散使能产生稳定的双模机械压缩态。在第一种设置中，机械振荡器被放置在双模光学谐振器中，而在第二种设置中，机械振荡器位于两个耦合的单模腔中。我们分析表明，适当选择的泵参数，这两个机械振荡器可以驱动腔耗散到一个固定的双模压缩真空，只要机械阻尼是可以忽略不计的。研究了热涨落对双模压缩的影响，结果表明，双模压缩不需要振子的基态预冷。这些建议可以实现在一些光学机械系统与当前国家的最先进的实验技术。
2013-01-24 quant-ph
Probing the light induced dipole-dipole interaction in momentum space
从理论上研究了光诱导偶极-偶极相互作用势对玻色-爱因斯坦凝聚体中原子的力学效应。我们目前的数值计算的大小和形状的诱导电位不同的实验可访问的几何形状。结果表明，对于实验上可行的设置，可以区分的机械效果从非相干散射的效果。
2005-03-17 quant-ph
Ultrahigh-Q mechanical oscillators through optical trapping
光学冷却微机械系统的单模到其量子基态和在宏观尺度上观察量子行为的研究正在取得快速进展。在室温环境中达到该状态需要对机械品质因数$Q_m$和频率$f_m$，$Q_{m}f_{m}{\gtrsim}k_{B}T_{bath}/h$有严格的条件，到目前为止仅在少数系统中勉强满足。在这里，我们提出并分析了一类新的系统，应该使前所未有的$Q_{m}f_m$值。该技术基于使用光学力来“捕获”和捕获系留机械结构的运动，从而将所得的机械频率和退相干率从底层材料特性中释放出来。
2011-06-28 quant-ph
Quantum motion of a squeezed mechanical oscillator attained via a optomechanical experiment
实验研究了在嵌入光学腔中的参量调制薄膜谐振器中实现的机械压缩态。我们证明，即使在一个适度温暖的振子，通过分析的运动边带的压缩动力学的量子特性可以揭示和量化。我们提供了一个理论框架，定量解释的意见，并提出了一个扩展的比较与实验。一个值得注意的结果是，每个运动边带的光谱形状提供了一个明确的签名的量子力学压缩状态，而没有必要的绝对校准，特别是在该制度中，在压缩正交的剩余波动降低到零点水平以下。
2020-06-25 quant-ph
Atomic quadrature squeezing and quantum state transfer in a hybrid atom-optomechanical cavity with two Duffing mechanical oscillators
本文从理论上研究了激光驱动的混合光机械腔中的量子态转移，该腔具有两个可移动的类Duffing非简谐镜，其中包含一个全同的二能级原子系综。两个非简谐振子的Bogoliubov模到原子模的量子态转移导致原子的正交压缩超过了标准量子极限3dB，这可以通过光机械耦合强度和原子-场耦合强度来控制。有趣的是，产生的原子压缩可以通过Duffing非谐性对噪声源具有鲁棒性。结果表明，Duffing非简谐性的存在为在两个机械振子之间在短时间内实现高保真度的强压缩态转移提供了可能.
2018-11-05 quant-ph
On the quantum-mechanical singular harmonic oscillator
本文用Frobenius方法求解奇异谐振子$V(x)=α/(2x^2)+x^2/2$的本征值和本征函数，发现负α时本征值分两支，且仅对特定离散能量存在平方可积解。
2023-05-12 quant-ph
Probing entanglement of a continuous basis system
本文提出一种仅测量可及两量子比特子系统来探测不可及连续基系统纠缠的方法，并发现纠缠再分配中的保守流状行为。
2025-07-09 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
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 squeezing in a nonlinear mechanical oscillator
本研究通过参数驱动超导量子比特实现千兆赫机械谐振器的基态压缩，并利用失谐耦合引入可调非线性，构建机械压缩克尔振子，制备非高斯量子态，为量子计量和传感提供新途径。
2023-12-26 quant-ph
Heralded Control of Mechanical motion by Single Spins
我们提出了一种方法来实现高度控制的纳米机械振荡器耦合其机械运动的单自旋。通过单独操纵自旋并测量其量子态，即使对于弱的自旋-振子耦合，也预示着振子的冷却或压缩。我们分析表明，振荡器的渐近行为是由一个自旋诱导的热过滤功能，其重叠的初始热分布的振荡器确定其冷却，加热或压缩。与直觉相反，冷却速率依赖于振荡器的瞬时热占用，即使对于高的初始温度和阻尼率，也呈现鲁棒的冷却或挤压。我们进一步估计所提出的方案可以用来控制薄金刚石悬臂梁的运动，在低温下将其耦合到其缺陷中心。
2016-05-22 quant-ph
Quantum synchronization of two mechanical oscillators in coupled optomechanical systems with Kerr nonlinearity
研究了两个光机械系统中两个不同频率的机械振子在周期性调制腔失谐或驱动振幅下的量子同步现象，它们可以通过光纤或声子隧穿相互作用。腔体中填充有克尔型非线性介质。研究发现，无论采用哪种耦合方式和周期调制方式，非线性光机系统的量子同步都比线性光机系统的量子同步更有吸引力。在克尔非线性的情况下，更容易观察到大大增强的量子同步。此外，还比较讨论了两种耦合方式和两种调制方式对量子同步的不同影响。
2018-10-23 quant-ph
Entanglement as a sufficient condition for quantum synchronization between two mechanical oscillators
本研究提出光力学模型，证明两个机械振子的纠缠是其量子同步的充分条件，纠缠总伴随同步出现且该行为在大参数范围内可观测。
2023-05-04 quant-ph
Coupled quantized mechanical oscillators
谐振子是最简单的物理系统之一，也是最基本的物理系统之一。它在自然界中无处不在，通常作为更复杂系统的近似值或作为更大模型的构建块。谐振子在量子体系中的实现包括腔中的电磁场[1 - 3]和被困原子的机械模式[4]或宏观固体[5]。通过光场耦合实现了单个囚禁离子的两个运动模式之间的量子化相互作用[6]，并且通过它们的内部状态间接实现了两个离子在不同位置的纠缠运动[7]。然而，保持在分离位置的量子化机械振荡器之间的直接可控耦合先前尚未实现。在这里，我们通过两个离子的相互库仑相互作用来实现这种耦合，这两个离子保持在相隔40 μ m的捕获电势中（类似的工作在相关论文中报道[8]）。通过将限制阱调谐到共振，能量在量子水平上在离子之间交换，建立直接相干运动耦合对于单独捕获的离子是可能的。该系统演示了量子信息处理和量子模拟的构建块。更广泛地说，这项工作是混合量子系统实验的自然先驱，例如将捕获的离子耦合到量化的宏观机械或电子振荡器[9 - 13]。
2011-11-14 quant-ph
Exceptional point induced quantum phase synchronization and entanglement dynamics in mechanically coupled gain-loss oscillators
School of Nanoscience and Technology, IIT Kharagpur（IIT 哈格普尔理工学院纳米科学与技术学院）；Electronics and Electrical Communication Engineering Department, IIT Kharagpur（IIT 哈格普尔理工学院电子与电气通信工程系）；School of Natural and Computing Sciences, University of Aberdeen（阿伯丁大学自然与计算科学学院）
研究机械耦合增益-损耗振荡器中量子相同步与双变量高斯纠缠的关系，揭示异常点在产生自维持振荡及诱导鲁棒量子相关性中的作用，通过机械压缩和相空间旋转验证实验结果。
2023-09-12 quant-ph
Squeezing of the mechanical motion and beating 3 dB limit using dispersive optomechanical interactions
本文研究了一个由光腔和可动反射镜组成的光机系统，该系统通过色散线性光机耦合和二次光机耦合实现耦合。我们的工作在解决边带限制与高品质因数的机械振荡器在强耦合制度。我们表明，在传统的光机系统中（单独使用）QOC的存在修改机械振荡器的频率，并减少对机械振荡器的反作用效应。其结果是，机械振荡器中的波动可以被抑制在标准量子极限以下，从而挤压谐振器的机械运动。我们还表明，任何一个的quadrature可以压缩依赖于QOC的符号。通过详细的数值计算和解析近似，我们表明，在这样的系统中，3 dB的限制可以被击败。
2017-01-01 quant-ph
Combined feedback and sympathetic cooling of a mechanical oscillator coupled to ultracold atoms
一个有前途的新量子技术的路线是混合量子系统，它结合了几个单独的量子系统的优点。我们已经实现了一个混合的原子力学实验组成的SiN膜振荡器低温预冷到500 mK和光学耦合到一个云的激光冷却Rb原子。在这里，我们展示了振荡器的主动反馈冷却到n = 16的最小模式占用对应于模式温度T = 200 μK。此外，我们详细描述了耦合膜的原子通过交感冷却。通过同时应用这两种冷却方法，我们证明了在运动基态附近制备与原子耦合的振子的可能性。我们的设置的现实修改将能够创建一个基态的混合量子系统，这打开了大门，相干量子态传输，隐形传态和纠缠以及量子增强传感应用。
2018-06-13 quant-ph
Dicke-Ising quantum battery of an ion chain driven by a mechanical oscillator
本文提出在机械振子驱动的囚禁离子链上实现量子电池，揭示反旋波项对充电能量、ergotropy和量子相变的关键影响，并分析充电过程对离子间距的幂律依赖。
2025-07-07 quant-ph
Dark-Mode Control of Contrasting Entanglement and Bell Nonlocality between Mechanical Oscillators
IMEC；Hasselt University（哈瑟尔特大学）；University of Ngaoundere（恩冈德雷大学）；Stellenbosch Institute for Advanced Study (STIAS), Wallenberg Research Centre at Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学瓦伦伯格高级研究院（STIAS））；CNRS, Université de Lille, Centrale Lille, Université Polytechnique Hauts-de-France（法国国家科学研究中心、里尔大学、中央里尔学院、上法兰西理工学院）
本研究提出耦合双机械振子的光机械系统方案，发现纠缠与贝尔非定域性存在权衡，引入相位依赖声子隧穿可选择性增强特定暗模式下的贝尔非定域性，为量子通信提供实验可行平台。
2026-09-22 quant-ph
Atom-assisted quadrature squeezing of a mechanical oscillator inside a dispersive cavity
本文提出了一种光机混合方案来实现可由经典场外控的介观力学振子的位置正交的动态压缩。采用了中间膜的结构，其中$Λ$构型的原子被认为是被困在腔体内的膜的两侧。我们表明，相当数量的压缩（超过3 dB的限制）可以实现不受腔的衰减和原子的自发发射。压缩依赖于原子态的初始准备。此外，通过使用泵浦原子和腔的大控制场，可以获得原子和振荡器之间的强有效耦合。从压缩谱的角度研究了热声子池对压缩的影响。详细的分析计算支持了结果。
2015-12-12 quant-ph
Quantum noise of a Michelson-Sagnac interferometer with translucent mechanical oscillator
光辐射压的量子涨落可以激发机械振子的随机运动，从而实现线性量子光-机耦合。当对振荡器的位置进行精确测量时，这种耦合导致量子辐射压力噪声。到目前为止，尚未观察到这种效应。一般来说，当振荡器的有效质量减小或反射光的功率增大时，辐射压力噪声的强度增大。最近，在室温下具有高机械Q值的极轻SiN膜作为低热噪声机械振荡器引起了人们的注意。然而，这些膜的功率反射率远低于1，这使得使用先进的干涉仪再循环技术来放大标准迈克耳孙干涉仪中的辐射压力噪声是低效的。在这里，我们提出和理论分析的迈克尔逊Sagnac干涉仪，包括作为一个共同的端镜的迈克耳孙干涉仪部分的膜。在这种新的拓扑结构中，即使膜的反射率远低于1，也可以使用功率和信号再循环。特别是，信号再循环是一个有用的工具，因为它不涉及膜上的功率增加。我们推导出的量子辐射的压力噪声和散粒噪声的振荡器位置测量的公式，并比较它们与理论模型的SiN膜的热噪声的基本谐振频率为75 kHz和有效质量为125 ng。我们发现，量子辐射压力噪声应该是可观察到的功率为1 W的中心分束器的干涉仪和膜温度为1 K。
2009-12-16 quant-ph
Nonperturbative leakage elimination for a logical qubit encoded in a mechanical oscillator
在实现普适量子计算的过程中，连续变量系统正受到越来越多的关注。最近的几个实验已经显示了使用CV系统的可行性，例如，将量子位编码到捕获离子机械振荡器中并执行逻辑门[Nature 566，513-517（2019）]。重要的下一个步骤是保护编码的量子比特免受量子退相干，例如，由于机械振荡器与其环境之间的相互作用而产生的运动退相干。在这里，我们提出了一个计划，以抑制用于编码量子比特的单模谐振子的量子退相干，通过引入一个非微扰泄漏消除算子（LEO）专门为此目的而设计的。值得注意的是，我们的非微扰LEO可以用来解析推导精确的运动方程，而无需近似。它还使我们能够证明，这些LEO的有效性只取决于在时域中的脉冲序列的积分，而脉冲形状的细节并没有作出显着的差异时，选择适当的时间段。这种控制方法可以应用于任意温度和任意体系-浴耦合强度的体系，这使得它对一般的开放量子系统非常有用。
2020-08-23 quant-ph
Coherent Resonant Coupling between Atoms and a Mechanical Oscillator Mediated by Cavity-Vacuum Fluctuations
我们表明，一个原子可以耦合到一个机械振子通过量子真空涨落的腔场，使它们之间的能量转移过程。在一个由一个带有可移动反射镜的腔谐振器和一个原子组成的混合量子系统中，这些过程由两种对产生机制控制：反向旋转（原子-腔系统）和动态Casimir相互作用项（光机系统）。由于这两个对创建机制，共振原子镜耦合是高阶虚拟过程的结果，不同的过渡路径在我们的理论框架中得到很好的描述。我们对原子镜系统的哈密顿量进行了幺正变换，得到了两种原子对产生的多级跃迁。通过调节原子的频率，我们证明了在多模腔中可以实现光子频率转换。此外，当涉及耦合到相同机械模式的两个原子时，机械振荡器的单个振动激发可以同时被两个原子吸收。考虑到最近的进展，在强和超强耦合的腔光学机械和其他系统，我们相信我们的建议可以实现使用现有的技术。
2023-02-03 quant-ph
A quantum-mechanical anharmonic oscillator with a most interesting spectrum
我们重新审视的问题所提出的非谐振子的潜在的多项式函数的坐标的程度取决于一个参数$λ$的六。基态能量$E_{0}=1$与$λ$无关。这个解只对$λ>0$有效，因为本征函数在其它情况下不是平方可积的。在这里，我们表明，扰动系列的期望值是Padé和Borel-Padé求和$λ>0$。当$% λ<0$的频谱表现出无限数量的避免交叉，在每个特征函数进行显着的变化，在其空间分布，我们分析的期望值$\langle x^{2}\rangle $的装置。
2017-05-05 quant-ph
