Optical squeezing mediated by levitated oscillators at their quantum ground state
CNR-INO（意大利国家研究委员会红外光学研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Univ. Di Firenze（佛罗伦萨大学物理与天文系）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究院佛罗伦萨分部）；European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱学实验室）
研究通过悬摆纳米颗粒的中心质量模与光学腔场相互作用，实现低于Shot噪声的光学压缩，展示多机械振荡器在量子基态下的压缩效应，建立悬摆光机作为多模量子交互平台。
2026-04-29 quant-ph
Characterization of Non-linearities through Mechanical Squeezing in Levitated Optomechanics
我们展示了一种技术来估计存在于光学悬浮纳米粒子的捕获电位的非线性的强度。通过在系统的捕获激光功率中应用短暂的脉冲减小，例如以挤压相空间分布，然后将相空间分布的形状的时间演变与数值模拟的相空间分布的形状的时间演变相匹配，可以估计系统中存在的非线性的强度。我们应用这种技术来估计的Duffing非线性存在于光学捕获潜力的强度。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall physics.data-an physics.optics
Sympathetic cooling and squeezing of two co-levitated nanoparticles
该研究在Paul阱中实现两个库仑耦合带电二氧化硅纳米颗粒的协同冷却与协同压缩，为纳米颗粒阵列的冷却、操控及高灵敏传感提供协议。
2022-11-08 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Single and two-mode mechanical squeezing of an optically levitated nanodiamond via dressed-state coherence
宏观物体的非经典态对于超灵敏度计量学和测试量子力学是有希望的。在这项工作中，我们研究了耗散力学量子态工程的光悬浮纳米金刚石。首先，我们研究了单模机械压缩态的磁耦合的机械运动到一个修饰的三能级系统提供的氮空位中心的纳米粒子。通过微波场在修饰能级之间产生量子相干性，诱导双声子跃迁，导致机械压缩。值得注意的是，我们发现在室温下，在反馈冷却的情况下，在真空中的量子压缩是可以实现的。对于中等真空，低温下的量子压缩是可能的。其次，我们提出了一个装置，两个机械模式耦合到修饰的三个能级，这导致双模压缩类似的机制的单模情况下。与以前的工作相比，我们的研究提供了一个确定性的方法来工程宏观压缩态，而无需一个腔。
2016-06-22 quant-ph
Nonlinear dynamics and mechanical frequency combs with a Meissner-levitated micromagnet
Harvard University（哈佛大学）；Ulm University（乌尔姆大学）
本文利用迈斯纳悬浮微磁体的耦合质心与旋转运动，通过参数激励和级联非线性频率混合产生可调间距的机械频率梳，并观察到大振幅下的相位锁定现象，为非线性多模力学和精密传感提供了新平台。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Three-dimensional squeezing of optically levitated nanospheres
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Yale University（耶鲁大学）
该研究提出通过谐振势频率跳跃实现三维光学悬浮纳米球的压缩，以超越标准量子极限，实现对弱冲击的量子增强检测。
2026-01-29 hep-ex physics.ins-det quant-ph
Ponderomotive squeezing of light by a levitated nanoparticle in free space
机械顺应性元件可以通过与光的相互作用而被设置成运动。反过来，这种光驱动的运动可以引起电磁场中的有质动力相关性。在光机械系统中，腔通常被用来增强这些相关性，直到它们产生光的量子压缩。在自由空间的情况下，没有使用腔，压缩的观察仍然是可能的，但由于相互作用的弱点而具有挑战性，迄今为止还没有报道。在这里，我们测量有质动力压缩状态的光散射的纳米粒子悬浮在自由空间光镊。在约$15$~kHz的带宽内，我们观察到光涨落在真空能级以下减少了高达$25$~\%。我们的研究结果很好地解释了线性偶极子之间的相互作用的纳米粒子和电磁连续。这些有质动力的相关性打开了量子增强传感和计量与悬浮系统，如低于标准量子限制的力测量的大门。
2022-02-18 quant-ph
Experimental Realisation of a Thermal Squeezed State of Levitated Optomechanics
我们通过在两个捕获频率之间快速切换，实验压缩了光悬浮纳米球的热运动态。测量的粒子的相空间分布显示出典型的压缩热态的形状，由此我们推断在一个运动方向上的压缩可达2.7dB。该实验的特点是大量的热激发，因此仍然在经典制度。然而，我们认为，这里描述的操纵方案可以用来实现压缩低于零点水平，如果之前的基态冷却的悬浮机械振荡器。此外，原则上可以通过多次重复频率切换协议来实现更高程度的压缩。
2016-11-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Single-Spin Magnetomechanics with Levitated Micromagnets
我们展示了一个新的机械转导平台的个人自旋量子比特。在我们的方法中，单个微磁体被困在自旋量子位附近的II型超导体中，从而实现两个系统之间的直接磁耦合。通过控制冷却过程中磁体和超导体之间的距离，我们演示了三维俘获，其品质因数约为100万kHz。我们进一步利用大的磁矩质量比，这种机械振荡器耦合到一个单独的氮空位中心在金刚石的自旋自由度的运动。我们的方法提供了一个新的路径，对个人的自旋量子比特与机械运动测试量子力学与介观物体，实现量子网络，和超灵敏的计量。
2019-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mechanical squeezing via unstable dynamics in a microcavity
我们从理论上证明了在远红失谐和超强耦合区，线性光机系统中的强力学量子压缩可以通过动力学不稳定性迅速产生.我们表明，这种机制，利用不稳定的多模量子动力学，特别适合悬浮光学力学，我们认为它的可行性的情况下，悬浮纳米粒子耦合到微腔通过相干散射。我们预测，对于亚毫米大小的空腔的粒子运动，最初的热和远高于其基态，成为机械压缩几十分贝的微秒时间尺度上。我们的研究结果带来了光学微腔在未解决的边带制度作为强大的机械挤压悬浮纳米粒子，因此作为量子增强的惯性和力传感的关键工具。
2022-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Squeezing lights via a levitated cavity optomechanics
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）
研究通过悬浮纳米粒子在双色腔中实现强耦合，产生超过17dB的单模 squeezed 光，突破3dB极限，同时实现双模 squeezed 光。
2021-12-30 quant-ph
Suppressing Recoil Heating in Levitated Optomechanics using Squeezed Light
本文理论上证明利用压缩光可任意抑制悬浮光机械学中的激光反冲加热，通过控制散射光信息量实现超越标准量子极限的检测，并预测可减少至少60%至98%的加热，提升量子相干时间。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Squeezed light from a levitated nanoparticle at room temperature
力学系统的量子测量可以通过有质动力产生光压缩。它的观测需要高度的环境隔离和有效的检测，通常通过使用光学腔和低温冷却来实现。在这里，我们实现了这些条件，通过测量在室温下的光学悬浮纳米粒子的位置，没有开销的光学腔。我们使用一个快速的外差检测，同时重建正交光学求积，并观察$9\%\pm0.5\%$的噪声降低低于散粒噪声。我们的实验为挤压光增强传感提供了一种新颖的无腔平台。同时，它描绘了一个清晰而简单的策略，以观察平稳的光机纠缠。
2022-02-21 physics.optics quant-ph
Entangling two levitated particles in free space via trap modulation and Bayesian feedback
本研究提出一种通过阱振幅调制、库仑耦合结合卡尔曼滤波与线性二次调节器的贝叶斯反馈方案，在低测量效率、低耦合强度下实现自由空间光学悬浮纳米粒子的条件与无条件稳态纠缠，提升了实验可行性。
2025-05-19 quant-ph
Nonclassical states of levitated macroscopic objects beyond the ground state
机械运动的非经典态的制备决定性地证明了对这种运动的控制已经达到了量子水平。我们研究的方法来实现非经典状态的宏观机械振荡器，特别是悬浮纳米粒子。我们分析了在脉冲光机械装置中，由光的零差探测引起的悬浮粒子的条件压缩的可能性。我们专注于实验相关的悬浮系统的基态冷却是无法实现的，光机械耦合是可比的腔线宽的制度。因此，分析进行超出常规用于体光机械脉冲系统的绝热制度。结果表明，在较宽的温度范围内，悬浮粒子的量子态可以被压缩到低于基态方差。这开辟了一条道路，以测试第一次非经典控制悬浮纳米粒子超越基态。
2019-04-01 quant-ph
Quantum Acoustomechanics with a Micromagnet
我们从理论上展示了如何将微磁体的质心运动与其声学声子模式之一强烈耦合。耦合是由振荡磁场梯度和静态均匀磁场的组合引起的。前者将质心运动参数化地耦合到磁振子模式，而后者将磁振子模式调谐为与给定的声学声子模式共振。可以调节磁场以将质心运动冷却到基态，或者进入强量子耦合状态。因此，质心可以用来探测和操纵声学模式，从而为非平衡量子纳米物理学开辟了新的可能性。我们的研究结果保持实验可行的参数，并适用于悬浮的微磁体，以及微磁体上沉积的夹持纳米机械振荡器。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cryogenic pressure sensing with an ultrafast Meissner-levitated microrotor
本研究针对低温压力传感的技术难题，开发出4.2开尔文下迈斯纳效应悬浮的微磁体旋转转子，实现最高1.38亿转/分钟转速与高有效品质因数，可宽范围压力传感，还可用于基础科学探索。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Squeezing below the ground state of motion of a continuously monitored levitating nanoparticle
研究悬浮纳米力学中运动压缩态的生成，提出通过精确时间控制陷俘势并考虑测量反作用等噪声源，实现显著机械压缩，接近实验技术前沿，为量子态工程提供有价值的工具。
2024-08-19 quant-ph
Ultralow mechanical damping with Meissner-levitated ferromagnetic microparticles
悬浮的纳米粒子和微粒是实现极端孤立的机械系统的优秀候选者，在传感应用和量子物理学中具有巨大的潜在影响。基于静态场的磁悬浮是一种特别有趣的方法，因为它具有完全被动和与低温兼容的独特特性。在这里，我们通过实验表明，微磁铁悬浮在I型超导体上，在低频和低温下具有非常低的阻尼。在我们的实验中，我们检测5的6刚体力学模式的悬浮铁磁微球，使用直流SQUID（超导量子干涉仪）与一个单一的拾波线圈。测得的频率与基于理想迈斯纳效应的有限元模拟一致。对于两个特定的模式，我们发现进一步的实质性协议与分析预测的基础上的图像方法。我们测量阻尼时间$τ$超过$10^4$ s和品质因数$Q$超过$10^7$，提高了$2-3$数量级以上，在以前的实验基于相同的原则。我们研究了除了气体碰撞之外的可能的剩余损耗机制，并认为通过进一步的努力和优化可以实现更长的阻尼时间。我们的研究结果开辟了超灵敏的磁力传感器的发展与潜在的应用磁力和重力，以及基础和量子物理。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Spin-force from a Nitrogen-Vacancy ensemble drives a 100 mg levitated resonator
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
利用氮空位集体产生的自旋力控制100毫克磁性悬浮振荡器的质心运动，实现了超过100纳米的相干运动，为高质量态的自旋工程提供了关键进展。
2026-05-18 physics.app-ph quant-ph
Quantum cooling and squeezing of a levitating nanosphere via time-continuous measurements
为了控制悬浮在光腔中的电介质纳米球的稳态，我们研究了其在边带冷却和输出腔模式或纳米球位置的额外时间连续测量下的条件动力学。我们发现，通过增加时间连续测量，稳态的平均声子数、纯度和量子压缩都可以变得更加非经典。我们预测，连续监测系统，连同马尔可夫反馈，允许一个稳定的动力学驱动腔的激光频率的任何值。通过考虑国家的最先进的实验参数的值，我们证明，在原则上可以获得一个非经典（压缩）的平均声子数$n_{\sf ph}\approx 0.5$的稳态。
2015-07-24 quant-ph
Fast quantum squeezing of a nanomechanical oscillator with an inverted potential
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本文提出利用光学倒置势阱对室温真空光悬浮二氧化硅纳米颗粒的摆动模式进行指数加速压缩，在250纳秒内实现低于真空涨落11 dB的量子压缩，为机械运动量子压缩和量子增强传感提供新范式。
2026-09-14 quant-ph
Enhancing ground-state cooling of center-of-mass motions via quantum squeezing from magnon nonlinearity
Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University（杭州量子态控制与光场调控浙江省重点实验室）
该研究在腔磁机械系统中利用YIG磁球的磁子自克尔非线性产生量子压缩，在非分辨边带区域仍可显著提升悬浮磁球的质心基态冷却性能，并量化了所需泵浦功率。
2026-08-05 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Quadrature squeezing enhances Wigner negativity in a mechanical Duffing oscillator
提出利用运动压缩态有效增强量子非谐谐振子的非谐性，加速 Wigner 分布负性产生并抑制能量阻尼，为宏观机械系统制备真正量子态提供了理论与实验平台分析。
2023-12-20 quant-ph
Enhanced force sensitivity and entanglement in periodically driven optomechanics
压缩是一种能够提高量子精密测量精度的资源，并且可以用作通过线性光学产生纠缠的基础。虽然强压缩是具有挑战性的光场中产生，在这里，我们提出了简单的周期性调制协议的光机系统，可以产生大的压缩其机械自由度的现实系统参数。然后，我们继续展示如何这样的协议可以用来提高测量精度的弱力，并提高测试质量之间的纠缠，受到任何一种弱相互作用的产生。此外，这些协议可以恢复以减少注入的能量，同时保留生成的纠缠并使其对噪声更具弹性。我们提出的原则在工作中，讨论其在各种物理环境中的应用，包括悬浮和拴系机械谐振子，并提出应用实例卡西米尔和引力。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhanced tripartite interactions in spin-magnon-mechanical hybrid systems
性质完全不同的自由度之间的相干三方相互作用对于量子信息和模拟技术是有用的，但它们通常难以实现，并且在很大程度上未被探索。在这里，我们预测一个三方耦合机制的混合设置，包括一个单一的NV中心和微磁体。我们提出通过调节NV中心与微磁体之间的相对运动来实现单个NV自旋、磁振子和声子之间直接而强烈的三方相互作用。具体地说，通过引入参量驱动（双声子驱动）来调制机械运动（如电阱中捕获的金刚石中的NV自旋或磁阱中的悬浮微磁体的质心运动），我们可以在单量子水平上获得可调谐且强的自旋-磁振子-声子耦合，三重耦合强度最多增加两个数量级。这使得，例如，在具有现实实验参数的量子自旋-磁振子-力学中，固态自旋、磁振子和机械运动之间的三方纠缠成为可能。该协议可以很容易地实现与离子阱或磁阱中的成熟技术，并可能铺平道路的量子模拟和信息处理的直接和强耦合的三方系统的基础上的一般应用。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stroboscopic high-order nonlinearity for quantum optomechanics
高阶量子非线性是先进量子技术实现具有连续变量大信息容量的普适量子处理的重要前提。悬浮光机械，一个领域的运动的电介质粒子是由精确控制的镊子光束驱动，是能够实现所需的非线性通过工程潜在景观的机械运动。重要的是，为了实现非线性量子效应，必须抑制由力学自由运动和热退相干引起的演化。为此，我们设计了一种方法的频闪应用的高度非线性势的机械振荡器，导致运动的量子非高斯态表现出非经典的负维格纳函数和压缩的非线性组合的机械求积。通过分析高度不稳定的立方势和悬浮光力学的相关实验参数，对该方法进行了数值验证，证明了其可行性，并提出了实验验证。该方法为利用非线性光学力将机械振子的基态瞬时转换为适用的非经典态的独特实验铺平了道路。
2021-07-29 quant-ph
All-optical saddle trap as a platform for mesoscopic quantum experiments
Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro（里约热内卢天主教大学）；Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）
研究全光鞍形陷阱中悬浮纳米颗粒的量子动力学，利用高斯与拉格朗日-高斯模的叠加实现低退相干和大粒子运动局域化，用于动量纠缠和压缩态生成。
2026-05-01 quant-ph
Bayesian optimization of non-classical optomechanical correlations
本文提出用贝叶斯优化自动调节光机械系统控制参数，以增强双模压缩等非经典关联，并在悬浮纳米球模型中证明高温和低量子协同性条件下仍可获得显著压缩。
2024-09-04 quant-ph
Room-temperature quantum optomechanics using an ultra-low noise cavity
本研究通过使用刻有声子晶体结构的高精细度腔降低频率噪声，并结合高热导率和高Q值的氮化硅膜振子，在室温下实现了光力学压缩，将工程化宏观振子的量子控制扩展至室温。
2023-09-26 quant-ph
