Cooling of Nanomechanical Resonator Based on Periodical Coupling to Cooper Pair Box
提出并研究了一种基于库珀对盒（CPB）周期耦合的纳米机械谐振器（NAMR）的主动冷却机制，该机制通过设计一系列穿过CPB的磁通量脉冲来实现。当NAMR的初始声子数不太大时，这种冷却方案有效地将声子数降低了2到3个数量级。我们的方案在理论上对各种单模玻色子系统的冷却具有普遍性。它可以具体推广到制备NAMR的非经典态。
2005-10-31 quant-ph
Synchronization dynamics of two nanomechanical membranes within a Fabry-Perot cavity
自发同步是弱耦合系统的一种重要的集体行为。由于其固有的非线性性质，光学机械系统可以表现出自持振荡，其可以用于同步不同的机械谐振器。在本文中，我们探讨了两个膜耦合到一个共同的光场在一个腔中，并与强蓝失谐激光驱动泵浦的同步动力学。我们专注于系统的量子动力学参数制度对应的经典运动的两个膜的同步。通过对谐振腔相位差算符的适当定义，我们利用协方差矩阵理论研究了量子情形下的同步。我们发现，足够大的驱动，量子同步是强大的量子涨落和热噪声不太大的温度。在同步的情况下，两个膜永远不会纠缠，而量子不和谐的行为类似于量子同步，也就是说，当相位差的方差较小时，它更大。
2017-07-28 quant-ph
Laser cooling of a nanomechanical oscillator into its quantum ground state
形成图案化的Si纳米梁，其支持经由辐射压力耦合的共定位的声学和光学共振。从T=20K的浴温开始，利用光辐射压力将3.68GHz纳米机械模式冷却到其量子力学基态。印在透射的冷却激光束上的机械模位移波动表明，获得了0.85 ± 0.04的最终声子模占有率。
2011-06-18 quant-ph
Cooling and squeezing the fluctuations of a nanomechanical beam by indirect quantum feedback control
我们研究了利用量子反馈控制纳米机械光束的冷却和压缩。在我们的模型中，纳米机械光束通过超导量子干涉器件（SQUID）耦合到传输线谐振器。从传输线谐振器的电磁场泄漏的测量使用零差检测。该测量信号然后用于设计量子反馈控制信号以驱动传输线谐振器中的电磁场。虽然控制施加在传输线谐振器上，但是该量子反馈控制信号通过感应梁谐振器耦合间接影响纳米机械梁的热运动，使得可以冷却和挤压梁的波动，使其接近标准量子极限。
2009-02-15 quant-ph
Ground state cooling of a nanomechanical resonator via a Cooper pair box qubit
在本文中，我们提出了一个计划的基态冷却的弯曲模式的纳米机械梁纳入一个环形的库珀对盒（CPB）电路。通过洛伦兹力耦合的光束运动循环CPB电路电流，能量被转移到CPB量子比特，作为一个耗散的两个层次的系统。冷却过程由作用在CPB上的失谐栅极电压驱动器驱动。我们分析了冷却力谱，并提出了一个广泛的参数制度的冷却速率和最终占领数的解析表达式。特别是，我们发现，冷却是优化在一个强大的驱动器制度，我们提出了基态冷却的必要条件。
2008-09-18 cond-mat.other quant-ph
Fast optical cooling of nanomechanical cantilever with the dynamical Zeeman effect
利用动态塞曼效应，提出了一种有效的非均匀磁场中氮空位悬臂梁的光电磁感应透明（EIT）冷却方案.在我们的方案中，塞曼效应与量子干涉效应相结合，增强了所需的冷却过渡和抑制不需要的加热过渡。结果，悬臂梁可以在短时间内冷却到接近振动基态在现实的实验条件下。在特殊条件下，这种高效的光学EIT冷却方案可以简化为典型的EIT冷却方案。
2013-11-15 quant-ph
Laser cooling of a nanomechanical resonator mode to its quantum ground state
我们表明，它是可能的冷却纳米机械谐振器模式到其基态。所提出的技术是基于嵌入的量子点的声子边带的共振激光激发。边带耦合的强度直接由量子点光学跃迁的初态和终态的电子-声子耦合之间的差异决定。我们所描述的技术的可能应用包括产生非经典状态的机械运动。
2003-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Feedback cooling of a nanomechanical resonator
冷却，低损耗纳米机械谐振器提供了直接观察介观系统的量子动力学的前景。然而，现有技术需要冷却到毫开尔文状态以便观察量子效应。在这里，我们提出了一种主动反馈策略的基础上连续观察的谐振器位置的目的，获得这些低的温度。此外，我们将其应用到一个实验上可实现的配置，其中的位置监测是由一个单电子晶体管。我们的估计表明，以目前的技术，这种技术很可能使所需的低温触手可及。
2003-02-26 cond-mat quant-ph
Cooling a nanomechanical resonator by a triple quantum dot
提出了一种实现纳米机械谐振器（NAMR）电容耦合到三重量子点（TQD）的基态冷却的方法。这种TQD是$Λ$构型的三能级原子的电子模拟物，它允许电子通过低能态进入它，并且只从高能态退出。通过调节TQD中两个较低能量态的简并度，电子可以被捕获在由两个隧穿路径之间的破坏性量子干涉引起的暗态中。因此，当电子从NAMR中容易且重复地吸收能量量子用于激发时，可以实现NAMR的基态冷却。
2012-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat transport and cooling performance in a nanomechanical system with local and non local interactions
在本论文中，我们研究了一维含时纳米力学系统中的热输运。微观模型包括耦合链的原子，考虑局部和非局部粒子之间的相互作用。我们表明，该系统提出了不同的固定运输制度，这取决于驱动频率，温度梯度和相互作用的局部程度。在这些制度之一，系统作为声子制冷机，其冷却性能进行了分析。基于一个低频的方法，我们表明，非局部性及其相互作用与耗散导致冷却能力下降。数值结果是通过Keldysh非平衡格林函数形式主义。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Polarimetric analysis of stress anisotropy in nanomechanical silicon nitride resonators
我们实现了一个圆形的灰场偏光镜图像应力引起的双折射薄（亚微米厚）氮化硅（SiN）膜和字符串。这使得主应力和应力各向异性的取向的定量映射成为可能，与有限元建模（FEM）互补并一致。此外，使用一个众所周知的应力各向异性的样品，我们提取一个新的值的光弹性（布鲁斯特）系数的氮化硅，$C \approx (3.4~\pm~0.1)\times~10^{-6}~\mathrm{MPa}^{-1}$。我们探讨了可能的应用方法来分析和质量控制与声子晶体图案的应力膜
2017-02-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomechanically-induced nonequilibrium quantum phase transition to a self-organized density wave of a Bose-Einstein condensate
研究阻尼纳米膜与超冷玻色气体耦合的混合量子多体系统，发现增加原子-膜耦合可诱导系统从均匀玻色-爱因斯坦凝聚体稳态转变为对称性破缺的自组织密度波相，该非平衡量子相变在特定频率区间内可连续或不连续，区间外则纯不连续。
2024-07-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-particle dark state cooling of a nanomechanical resonator
研究了纳米机械谐振腔与三个耦合量子点相互作用系统的稳态冷却。得到了单电子和双电子暗态冷却到基态的一般条件。结果表明，在共振腔与单电子暗态相互作用的情况下，除非量子点不相同，否则共振腔不会冷却。只有当耦合到漏电极的量子点的能量状态与耦合到电子源电极的量子点的能量状态失谐时，稳态冷却才是可能的。失谐的影响是系统的有效缀饰态的不均匀移动，冷却和加热过程发生在不同的频率。对于两个电子注入到量子点系统的情况下，建立了一个两粒子暗态的创建与自旋反平行的电子是可能的。结果预测，在两粒子暗态下，即使相同的量子点仅在耦合注入电子的充电势能中具有不对称性，也可以实现有效的冷却。结果发现，类似于单电子暗态的情况下，非对称性导致冷却和加热过程发生在不同的频率。然而，单粒子暗态和双粒子暗态之间的一个重要区别是，冷却过程发生在明显不同的频率。这表明，谐振器可以被冷却到其基态的频率可以通过从单电子到双电子库仑阻塞过程的切换来改变。
2012-04-03 quant-ph
Laser cooling of a nanomechanical oscillator to the zero-point energy
在良好分辨的边带制度的光机腔是理想的适合于无数的量子现象的研究与力学系统，包括反作用规避测量，机械压缩，和非经典状态的产生。对于这些实验，机械振荡器应准备在其基态;剩余运动超过零点运动必须可以忽略不计。机械运动的必要冷却可以通过选择性地驱动反斯托克斯光机械转变使用腔中的光的辐射压力来实现。然而，迄今为止，激光吸收加热的光学系统远远进入解析边带制度，禁止强驱动。对于深层的地面状态冷却，以前的研究，因此采取被动冷却稀释制冷机。在这里，我们采用了高度侧边分辨硅光机械晶体在$^3$他缓冲气体环境中的$\sim 2\text{K}$演示激光边带冷却到平均热占用的$0.09_{-0.01}^{+0.02}$量子（自校准使用运动边带不对称性），这是$-7.4\text{dB}$的振荡器的零点能量，并对应于92%的基态概率。通过激光冷却实现如此低的占有率，为光学领域的广泛量子光学力学实验打开了大门。
2019-12-25 quant-ph
Long-time correlated quantum dynamics of phonon cooling
研究了激光泵浦量子点与纳米机械振荡器耦合的光学谐振腔中振动自由度的稳态冷却动力学。声子冷却和量子点光子发射过程之间的相关性分别发生在光子激光吸收与振动声子吸收之后的光学谐振腔中的光子发射。因此，在腔模式中产生的光子的检测伴随地有助于纳米机械谐振器的声子冷却检测。
2014-05-05 quant-ph
Ground-state cooling of a nanomechanical oscillator with N spins
采用纳米机械振荡器的现代量子技术的典型特征是需要很少的机械量子激发，例如，延长特定任务的相干时间，或者设计特定的非经典状态。因此，我们致力于目前的工作，展示如何使初始热化纳米机械振荡器接近其基态。特别地，我们着重推广了D. D. B. Rao \textit{et al.}，物理学修订版Lett. \textbf{117}，077203（2016），其中机械物体可以通过条件单自旋测量被加热、挤压或冷却到接近其基态。在我们的工作中，我们研究了当$N$自旋与机械振子相互作用时的一个类似的迭代自旋力学系统。在这里，我们还发现后选择过程充当丢弃过程，即，我们通过动态地过滤其振动模式来将力学转向基态。我们表明，当考虑对称集体自旋后选择，列入$N$自旋的量子动力学结果非常有益。特别是，减少总的迭代次数，以达到基态，与一个从单自旋的情况下获得的概率的成功率。
2018-10-26 quant-ph
Laser cooling of a micromechanical membrane to the quantum backaction limit
光的辐射压力可以起到阻尼和冷却机械谐振器的振动运动的作用。在理解这种冷却的量子极限时，必须考虑散粒噪声波动对最终热占据的影响。在腔中的光机械边带冷却中，由腔线宽结合散粒噪声波动定义的有限斯托克斯拉曼散射决定了量子反作用极限，类似于原子激光冷却的多普勒极限。在我们的工作中，我们边带冷却到量子反作用极限，通过使用微机械膜预冷在稀释冰箱。监测光学边带允许我们直接观察机械物体与光浴达到热平衡。
2015-10-13 physics.optics quant-ph
Towards cavity-free ground state cooling of an acoustic-frequency silicon nitride membrane
我们演示了反馈冷却的毫米级，40 kHz的SiN膜从室温到5 mK（3000声子）使用迈克耳孙干涉仪，并讨论了没有光学腔的基态冷却的挑战。这一进展似乎在当前膜技术的范围内，将其定位为量子传感和基本弱力测量的悬浮系统的令人信服的替代品。
2020-04-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Coupling trapped ions to a nanomechanical oscillator
本文实现了一种将金属纳米线与激光冷却囚禁离子耦合的混合系统，展示了共振与非共振耦合及离子相干运动激发，为离子-机械混合量子系统和双向协同冷却开辟了新途径。
2023-12-01 physics.atom-ph quant-ph
Optomechanical sideband cooling of a thin membrane within a cavity
我们提出了一个实验研究的动态反作用冷却的基本振动模式的薄的非透明膜放置在一个高精细光学腔。我们研究了辐射压力相互作用如何改变振动模式的力学响应，实验结果与耦合动力学的朗之万方程描述一致。实验是在解析边带机制中进行的，我们观察到冷却因子为350。我们还观察到与腔模频率相对于有效膜位置的扩展中的二次项相关的机械频移，这在其他腔光机设备中通常可以忽略不计。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Back-action ground state cooling of a micromechanical membrane via intensity-dependent interaction
提出了一种理论方案，说明了利用反作用冷却方法实现高精细度光学腔中振动微机械薄膜的量子基态冷却的可能性。该计划是基于强度依赖耦合的膜的腔内辐射压力场。通过求解稳态下的线性化量子朗之万方程，在Routh-Hurwitz准则的条件下，我们找到了膜的位置和动量方差的精确表达式。我们表明，通过改变兰姆-迪克参数和膜的反射率，可以有效地控制膜的振动的平均激发次数，也冷却系统到微开尔文温度。
2011-07-12 quant-ph
Cavity-Enhanced Long-Distance Coupling of an Atomic Ensemble to a Micromechanical Membrane
我们讨论了一个混合量子系统，其中位于光学腔中的介质膜耦合到被困在光晶格中的远距离原子系综。这种耦合是通过晶格激光器的边带光子交换来实现的，并且通过腔的精细度以及原子数的平方根来增强。除了观察两个系统之间的相干动力学，人们还可以通过激光冷却原子来开启定制的耗散，从而允许膜的共振冷却。由此产生的冷却方案不需要解决边带条件的腔，这放松了在标准光机械腔冷却的约束。我们提出了一个量子力学处理这个模块化的开放系统，考虑到占主导地位的不完善之处，并确定最佳的操作点相干动力学和交感冷却。特别是，我们发现，基态冷却的低温预冷膜是可能的现实参数。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Breaking optomechanical cooling limit by two drive fields on a membrane-in-middle system
提出了一种在两个红失谐驱动场驱动下的中间膜光学机械系统（OMS）中的机械谐振器的基态冷却的理论方案。详细描述了OMS的动力学演化过程，系统研究了系统条件对冷却效果的影响。最重要的是，发现具有两个驱动器的设置能够实现比单腔的理论冷却极限更好的冷却结果。通过适当的腔阻尼率和驱动强度的组合，甚至可以提高一个数量级的热声子数。
2019-01-27 quant-ph
Sympathetic cooling of a membrane oscillator in a hybrid mechanical-atomic system
使用超冷原子和原子离子的交感冷却能够在不可能进行直接激光或蒸发冷却的系统中实现超低温。到目前为止，它仅限于冷却其他微观粒子，其质量比冷却剂原子大$90$倍。在这里，我们使用超冷原子共振冷却的Si $_3$ N $_4$纳米膜，其质量超过的原子系综的一个因素的$10^{10}$的振动。原子和膜振动的耦合通过宏观距离上的激光来介导，并且通过将膜放置在光学腔中来增强。我们观察冷却的膜振动从室温到$650\pm 230$ mK，利用我们的混合光机械系统的大原子膜的协同性。我们的方案使基态冷却和量子控制的低频振荡器，如纳米膜或悬浮的纳米粒子，在制度中，纯光学机械技术不能达到基态。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciton-mediated photothermal cooling in GaAs membranes
最近，我们中的一些人证明了利用激子介导的光热效应冷却GaAs纳米膜的机械运动[K. Usami等人，8，168（2012）]，并且提供了使用热力来冷却机械运动的清楚示例。在这里，我们报告一个单自由参数的理论模型来解释这个实验的结果，非常好地匹配的实验数据。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
A single NV defect coupled to a nanomechanical oscillator
一个单一的氮空位（NV）中心托管在金刚石纳米线位于SiC纳米线的末端。这种新颖的混合系统耦合了两个完全不同的系统的自由度，即纳米机械振荡器和单个量子物体。的纳米谐振器的动力学探测通过时间分辨荧光和光子相关测量，传达的机械自由度的影响给一个非经典的光子发射器。此外，通过将系统浸入强磁场梯度中，我们在纳米机械振荡器和NV电子自旋之间诱导磁耦合，通过单个电子自旋提供纳米运动读出。这种耦合方案所固有的自旋相关力在原子物理学中使用的各种主动冷却和纠缠协议中是必不可少的，现在应该在纳米机械混合系统的范围内。
2011-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Near-field cavity optomechanics with nanomechanical oscillators
腔增强的辐射压力之间的光学和机械自由度的耦合允许量子限制的位置测量，并引起动态反作用，使放大和冷却的机械运动。在这里，我们展示了纯粹的色散耦合的高Q纳米机械振荡器的超高精细度光学微谐振器通过其倏逝场，扩展腔光学机械纳米机械振荡器。动态的反作用介导的光偶极力的观察，导致激光般的相干nanomechanical振荡仅仅是由于辐射压力。此外，实现了亚fm/Hz^（1/2）位移灵敏度，测量不精确度等于标准量子极限（SQL），这与纳米机械振荡器的零点波动一致。在SQL和纳米机械振荡器的辐射压力动态反作用的不精确性的实现可能不仅对检测机械系统中的量子现象有影响，而且对各种其他精密实验也有影响。由于近场耦合方法的灵活性，它可以很容易地扩展到一组不同的纳米机械振荡器，特别是提供了一条路线的实验辐射压力量子反作用在室温下占主导地位，使有质动力压缩或QND测量。
2009-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum squeezing of a levitated nanomechanical oscillator
通过快速改变振荡频率，实验实现了悬浮纳米粒子运动的量子压缩，速度方差降至基态的-4.9 dB，为宏观量子力学研究提供了平台。
2025-04-24 physics.optics quant-ph
Coherent Feedback Cooling of an Ultracoherent Phononic-Crystal Membrane at Room Temperature
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Danish Fundamental Metrology (DFM)（丹麦基础计量院）
本文研究了在室温下利用相干反馈冷却技术对超相干声子晶体膜进行冷却，通过结合强动态反作用冷却和相干反馈冷却，实现了从5.5×10^6到166±7的声子数减少，展示了在室温下接近高Q膜基态的潜力。
2026-05-20 quant-ph
Laser cooling a membrane-in-the-middle system close to the quantum ground state from room temperature
量子科学和技术中的许多协议需要在纯量子态中初始化系统。在大质量谐振器的运动状态的背景下，这使得能够在难以捉摸的量子-经典过渡中研究基础物理，并以更高的灵敏度测量力和加速度。激光冷却已成为制备量子基态机械谐振器的一种选择方法，量子基态是最简单的纯态之一。然而，为了克服热浴的加热和退相干，这通常必须与低温冷却相结合。在这里，我们直接从室温激光冷却接近量子基态的超相干软箝位机械谐振器。为此，我们用一个纤维镜和一个声子晶体镜实现了中间的多功能膜设置，其在室温下已经达到接近1的量子协同性。我们还介绍了一个强大的相干和基于测量的量子控制技术的组合，这使我们能够减轻热互调噪声。我们达到的最低占有率是30声子，受到测量不精确性的限制。取消低温冷却的必要性将进一步促进光机械量子技术的传播。
2023-01-30 physics.optics quant-ph
Quantum Thermal Machines Fuelled by Vacuum Forces
我们提出了一个量子热机组成的两个纳米机械谐振器（NMR）（两个膜悬浮在一个衬底的沟槽），放置几个$μ$米从对方。量子化学循环由谐振器之间的卡西米尔相互作用提供动力，并且工作流体是由弯曲（平面外）振动的混合产生的极化激元。利用压电元件对极化激元频率进行周期性的选择和扫描。我们计算了所提出的量子热机的性能，并表明由于（i）谐振器之间的强耦合和（ii）膜刚度之间的大差异，实现了高效率。我们的研究结果可能是特别重要的纳米机械技术的应用程序中需要一个敏感的温度控制。
2016-04-29 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Amplifying Two-Mode Squeezing in Nanomechanical Resonators
提出结合参量放大与双音激光控制的协同方案，通过红失谐冷却、量子态转移及蓝失谐诱导位移压缩，显著增强纳米机械谐振器的双模压缩并抵抗热噪声。
2025-08-26 quant-ph
Optical self-cooling of a membrane oscillator in a cavity optomechanical experiment at room temperature
Università di Firenze（佛罗伦萨大学）；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）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Trento Institute for Fundamental Physics and Application（意大利国家核物理研究所（INFN），特伦托基础物理与应用研究所）；CNR-INO（意大利国家研究委员会-光学研究所）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所，佛罗伦萨分部）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文在室温腔光力学实验中测试SiN膜振子的边带冷却极限，实现约100声子占据数的冷却效果，并指出激光经典噪声是进一步冷却的主要障碍。
2023-05-24 quant-ph
Enhancing sideband cooling by feedback--controlled light
我们实现了一个相位敏感的闭环控制方案，工程师的泵浦场的波动，驱动光机系统，并显示相应的冷却动力学可以显着改善。特别地，在正反馈和增加的场波动的反直觉的“抗挤压”机制中操作，相对于没有反馈的情况，光学腔内的纳米机械膜的边带冷却可以提高7.5dB。接近于减少的热噪声的量子状态，这种反馈控制的光将允许远低于量子反作用冷却极限。
2017-09-26 quant-ph
Integration of a GaAs-based nanomechanical phase shifter with quantum-dot single-photon sources
展示了一种基于GaAs悬浮薄膜的纳米机械移相器，实现了与量子点单光子源的多功能集成，并在低温下实现了高达24 dB消光比的单光子路由，为可重构量子光子集成电路奠定基础。
2025-03-02 quant-ph
Quantum Model of Cooling and Force Sensing With an Optically Trapped Nanoparticle
光学捕获纳米粒子最近出现了令人兴奋的候选人测试的量子力学在宏观尺度和作为多功能平台的超灵敏度计量。最近的实验已经证明了参数反馈冷却，非平衡物理和温度检测，都在经典制度。在这里，我们提供了第一个量子模型被困纳米粒子冷却和力传感。与现有的理论相比，我们的工作表明，纳米机械基态可以在不使用光学谐振器的情况下制备;冷却机制对应于非线性摩擦;并且冷却过程中的能量损失在时间上是非指数的。我们的研究结果与实验数据在经典极限下表现出很好的一致性，并为旨在制备基态的实验提供了一个基本的理论框架。我们的理论还解决了力感测的优化和基本量子极限，从而为使用悬浮纳米粒子进行超弱力的持续搜索提供了理论方向。
2015-12-14 physics.optics quant-ph
Manipulation of nanomechanical resonator via shaking optical frequency
在通常的光机系统中，系统的稳定性严重限制了宏观量子效应的研究。我们研究了一个光模频率周期性振荡的普通腔光机系统。我们发现，当光振荡频率足够大时，光模的振荡可以稳定系统。这意味着即使在标准光机系统不稳定的强耦合区，我们也可以研究机械谐振器的宏观量子效应。作为例子，我们研究了机械谐振腔的基态冷却和常规不稳定区中光模与机械模之间的纠缠，结果表明，最终的平均声子数和纠缠不仅可以实现，而且可以通过光学振荡参数进行调制。我们的建议提供了一种方法来研究宏观量子效应，即使在常规的不稳定区。
2018-11-15 quant-ph
Probing the quantum behaviors of a nanomechanical resonator coupled to a double quantum dot
提出了一种电流相关谱方法来研究纳米机械谐振腔的量子行为。NAMR耦合到双量子点（DQD），其充当量子换能器并且进一步耦合到量子点接触（QPC）。通过测量QPC的电流相关谱，确定了DQD能级的位移，该位移取决于NAMR中的声子占据。因此，可以观察到NAMR的量子行为。特别是，NAMR冷却到量子状态可以被检查。此外，还研究了DQD和NAMR之间的耦合强度对这些能量移动的影响。我们还研究了由于电荷探测器对DQD的反作用对QPC的电流相关谱的影响。
2012-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Emergent Bell Phase in an Electro-Nanomechanical Quantum Simulator
Universitat Autònoma de Barcelona（巴塞罗那自治大学）；ICFO - Institut De Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究院）
提出一种基于两个平行碳纳米管的实验方案，每个纳米管承载四个量子点，通过强电机械耦合实现声子介导的电子-电子吸引，并在介观尺度上支持鲁棒的、最大纠缠的贝尔相，用于强关联量子系统模拟。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sympathetic cooling of a radio-frequency LC circuit to its ground state in an optoelectromechanical system
我们提出了一个完整的理论，激光冷却的宏观射频LC电路的光机电系统的装置，包括一个光学腔色散耦合到一个nanomechanical振荡器，这又是电容耦合到感兴趣的LC电路。我们确定的最佳参数制度，LC谐振器可以冷却到其量子基态，这需要一个大的光机械协同，和一个更大的机电协同。此外，为了达到量子基态，可比较的光机械和机电耦合速率是优选的。
2021-03-22 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
Suppression of Stokes scattering and improved optomechanical cooling with squeezed light
我们发展了一个压缩输入光场的光机冷却理论。我们表明，斯托克斯加热跃迁可以抑制\emph{fully}时，驱动场被压缩低于真空噪声水平在适当选择的压缩相位和有限的压缩量。因此，对激光冷却的量子反作用极限可以降低到零，并且所得到的最终温度然后仅由热声子数与光机械协同性参数之间的比率确定，而与腔线宽和机械频率的实际值无关。因此，用压缩输入场驱动允许制备纳米机械谐振器，即使具有低谐振频率，在它们的量子基态中具有非常接近1的保真度。
2016-11-14 quant-ph
Squeezed-light interferometry on a cryogenically-cooled micro-mechanical membrane
光的压缩态在不增加光功率的情况下降低了测量的信号归一化光子计数噪声，并使光和物质混合系统中的量子纠缠的基础研究成为可能。此外，利用低温冷却完成压缩态具有很高的潜力。首先，测量灵敏度通常受到量子噪声和热噪声的限制。其次，压缩态允许在不损失测量精度的情况下减少冷却设备上的热负荷。在这里，我们展示了挤压光位置传感的低温冷却的微机械膜。传感精度提高了高达4.8 dB以下的光子计数噪声，限制在两个法拉第旋转器的光损耗，在膜温度约20K，限制我们的制冷机。证明了在低温迈克耳孙干涉仪中实现高干涉对比度是可行的。我们的设置是对设想的欧洲引力波探测器“爱因斯坦望远镜”的第一个概念性演示，该望远镜计划使用光的压缩态及其镜面测试质量的低温冷却。
2020-08-06 gr-qc physics.optics quant-ph
Thermomechanical two-mode squeezing in an ultrahigh $Q$ membrane resonator
我们实现了一个非简并的参量放大器在一个双$Q$机械薄膜谐振器和演示双模热机械噪声压缩。我们的测量准确地描述了一个双模式模型，该模型将这种非线性的机械相互作用归因于基质介导的过程，该过程通过各个模式的品质因数显著增强。在与量子限制光学检测和冷却兼容的机械平台中实现强多模非线性使得这成为用于非线性方法的强大系统，所述非线性方法用于量子精密测量、光学场与声子场之间的转换以及声子自由度的量子操纵。
2014-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Optical Lattices with Micromechanical Mirrors
我们研究了一个原子云被捕获在驻波激光场的光晶格势中的实验装置，该激光场是由微膜上的逆反射产生的。膜振动本身实现了量子力学的自由度。结果表明，原子的质心模可以耦合到自由空间中的膜的振动模式，并预测当原子被激光冷却时，膜的显着的共振冷却效果。原子运动的耗散率的可控性提供了一个相当大的优势，在典型的光学腔中封闭的光学机械系统，因为它允许冷却和相干动力学制度之间的隔离。因此，膜可以保持在低温环境中，原子在真空室中保持一定距离。
2010-02-25 quant-ph
Mechanical systems in the quantum regime
力学系统是研究宏观物体量子行为的理想对象。为此，必须将机械谐振器冷却到其基态，并且必须非常精确地测量其位置。目前，正在探索实现这些目标的各种途径。在这篇评论中，我们讨论了不同的技术敏感的位置检测，我们给出了一个概述的冷却技术，正在采用。后者包括边带冷却和主动反馈冷却。解释了在高精度和/或极低温度下测量机械系统时重要的基本概念，如热和量子噪声，线性响应理论和反作用。由此，线性位置检测的量子极限，并在最近的光和纳米机电实验中已经实现的灵敏度相比，这个限制。实验中使用的机械谐振器从米大小的引力波探测器到只能使用介观设备（如单电子晶体管或超导量子干涉设备）读取的纳米机械系统。一类特殊的纳米机械系统是自下而上制造的碳基器件，它们具有非常高的频率和较大的零点运动，使它们成为实现量子机制的理想选择。在纳米尺度上的一些不同的机械系统的力学进行了研究。最后，我们展望了如何改进最先进的机械谐振器来研究量子{ \it力学}。
2011-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Measurement-based preparation of non-Markovian and multimode mechanical states
纳米机械谐振器是未来量子技术（如量子力传感器和接口）以及宏观量子物理研究的关键工具。制备室温非经典态的能力是一个重大的挑战。在这里，我们将探讨如何使用基于测量的状态调节来实现这一目标。我们证明了有条件冷却的纳米机械谐振器，具有非马尔可夫消相干，并从理论上表明，非马尔可夫性使量子压缩显着更容易实现。我们进一步表明，集体测量的多个谐振器模式，提高状态准备的质量。这使我们能够实现集体热机械压缩，在实验中，超越了有效性的光波近似。我们的模型表明，非马尔可夫性和多模条件都可以使室温量子压缩与现有技术。总之，我们的研究结果为实现室温量子纳米机械器件及其在量子技术和基础科学中的应用铺平了道路。
2021-09-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dynamics of a high-finesse optical cavity coupled with a thin semi-transparent membrane
本文研究了由中心带有振动薄膜的法布里-珀罗腔构成的腔光机系统的量子动力学。我们首先推导出描述腔模与薄膜振动模之间辐射压相互作用的一般多模哈密顿量。然后，我们限制分析的标准情况下，一个单一的腔模式与一个单一的机械谐振器相互作用，我们确定在何种程度上光吸收膜阻碍达到量子制度的腔膜系统。我们表明，膜吸收并不构成严重的限制，可以同时实现基态冷却的振动模式的膜和静态的光机纠缠与国家的最先进的设备。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall physics.optics 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
Opto-Nanomechanics Strongly Coupled to a Rydberg Superatom: Coherent vs. Incoherent Dynamics
我们提出了一个混合光机械量子系统，该系统由一个运动的膜与一个具有里德伯态的N原子系综强耦合组成。由于原子间的范德华相互作用，系综形成了一个有效的二能级系统，一个里德伯超原子，具有集体增强的原子-光耦合。利用这种超原子施加的集体增强，在当前实验范围内的参数下，膜与超原子之间的强耦合是可行的。耦合膜和超原子的量子界面可以是泵浦单模腔，也可以是自由空间中的激光场，其中里德伯超原子和膜在空间上是分离的。除了相干动力学，我们详细研究了典型的耗散过程的影响，特别是辐射衰减作为原子激发的非相干叠加源。我们确定的条件，以抑制这些不相干的动力学，从而强耦合的参数制度。在这个混合系统中的里德伯超原子作为一个工具箱的纳米机械谐振器允许广泛的应用，如状态转移，交感冷却和非经典状态的准备。作为一个例子，我们表明，热占据膜可以在非经典状态下制备，而不需要基态冷却。
2013-12-27 quant-ph
Cooling and entanglement of multimode graphene resonators via vacuum fluctuations
最近提出了通过Casimir-Polder力耦合到原子云的单模石墨烯膜的交感激光冷却。在这里，我们将这项研究扩展到次级石墨烯膜的影响，其频率可能远离或接近共振。我们表明，如果两个机械模式是接近在一起，它是可能的，同时冷却两种模式。相反，如果两个频率设置得相距很远，则次级模式不会影响第一个频率的冷却。我们还利用对数负性研究了稳态纠缠的性质。我们展示了如何通过真空涨落产生两个石墨烯片之间的静态机械纠缠。此外，我们发现，在可行的实验参数范围内，大的稳态声力学纠缠，即声子和力学模式之间的纠缠，$E_N \approx 5$，可以产生。
2017-06-29 cond-mat.quant-gas 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
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
Mechanical cat states in graphene resonators
我们研究了具有简并弯曲模的对称纳米机械石墨烯谐振器的量子动力学。在两个背栅上施加电压脉冲，可以有选择地激励和操纵膜的弯曲振动。对于石墨烯，非线性响应对于与零点波动的幅度相当的幅度已经变得重要。我们表明，使用分析和数值方法，这允许创建猫一样的叠加相干态以及叠加相干猫一样的非产品状态。
2011-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
