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
Phonon-induced two-axis spin squeezing with decoherence reduction in hybrid spin-optomechanical system
School of Physical Science and Technology, Lanzhou University（兰州大学物理科学与技术学院）；Key Laboratory for Quantum Theory and Applications of MoE, Lanzhou Center for Theoretical Physics, Lanzhou University（兰州大学理论物理中心，教育部量子理论与应用重点实验室）
本文提出在混合腔光-机械-自旋系统中实现海森堡极限自旋压缩，通过退相干减少实现双轴扭曲压缩，理论和数值模拟显示在退相干和声子耗散下最大压缩度随N增加趋于常数，同时优化参数可提升压缩性能和制备时间。
2025-10-08 quant-ph
Application of optomechanical frequency conversion on gravitational wave detection
光机械相互作用可以成为在不同频率下转换量子光学状态的平台。本文提出将光机械频率转换的思想与激光干涉仪的两用性相结合，通过对光场的滤波来提高激光干涉仪引力波探测器的宽带灵敏度。我们发现，与以往的引力波探测器光机器件实现方案相比，该变频方案对热噪声的抑制要求较低。
2019-12-03 quant-ph
Resonance-dominant optomechanical entanglement in open quantum systems
提出一种共振滤波模型，通过消除热机械模式与热浴间显著失谐分量来抵抗退相干，使稳态最大光机械纠缠的鲁棒性提升一倍，并推广至光学腔阵列的长距离纠缠转移。
2023-11-11 quant-ph
Optomechanical sensing of spontaneous wave-function collapse
纳米机械振荡器的量子实验被视为薛定谔方程的假设修改的测试平台，该假设修改预测叠加原理的崩溃并在宏观尺度上诱导经典行为。一般认为，对这些非常规效应的敏感性随着力学量子系统的质量而增长。在这里，我们表明，相反的情况下，在一般的噪声源，如热和测量噪声的存在下，光学机械系统。我们确定区分这些退相干过程中可能的湍流引起的退相干在连续光机械力测量的条件。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal estimation of time-dependent gravitational fields with quantum optomechanical systems
我们研究了在非线性状态下理想光机系统测量时变引力场的基本灵敏度。利用最近发展起来的方法来解决与时间相关的哈密顿量的非线性光学机械系统的动力学，我们计算的量子费舍尔信息的线性位移的机械元件，由于重力。我们证明，不仅可以通过注入腔场的压缩态进一步提高灵敏度，而且还可以通过调制光-物质耦合的光机系统。我们特别适用于我们的研究结果的引力场从小振荡质量的测量，在那里，我们表明，在原则上，引力场的振荡纳克质量可以检测到的实验参数的基础上，将可能在不久的将来访问。最后，我们确定的实验参数制度所需的引力波探测与量子光机械传感器。
2021-03-05 quant-ph
Creation, storage and retrieval of an optomechanical cat state
我们分析了一种方法的创建，存储和检索的光学力学薛定谔猫态，其中有一个量子叠加的两个不同的宏观态的机械振荡器。在该方案中，首先在光学腔中制备光学猫态，然后将其转移到机械模式，在机械模式中存储并随后使用控制场进行检索。我们使用正P相空间表示对光机械猫态的量子存储协议进行了数值模拟。这对猫态有一个紧凑的正表示，从而允许对这个高度非经典的量子系统进行概率模拟。为了验证猫态量子存储器的有效性，我们考虑了几个猫态签名，并展示了如何计算它们。我们还研究了退相干对猫态的影响，通过解析求解简化模型的标准主方程，使我们能够与数值结果进行比较。专注于作为猫状态的签名的维格纳函数的负性，我们分析评估的时间上界的负性消失，对于一个给定的温度的环境中的机械振荡器。我们表现出与数值方法的一致性。这些提供了精确的解决方案，允许在实验中，涉及使用时间模式匹配的输入和输出脉冲创建，存储和检索机械猫状态的退相干的充分治疗。我们的分析对待的光机械振荡器的内部光学和机械模式，和一套完整的输入和输出场模式，成为纠缠的内部模式。该模型包括退相干由于热效应的机械水库，以及光学和机械损失。
2018-12-05 quant-ph
Cavity Optomechanical Probe of Gravity Between Massive Mechanical Oscillators
本研究提出一种微波腔光力学引力探测方案，利用光力学诱导透明峰高的相对变化感知毫克级测试质量与源质量间的周期性引力作用，在合理实验条件下相对变化量可达2.3%，为毫克量级振荡器间引力耦合的腔光力学探测提供了新途径。
2025-10-29 quant-ph
Creating and Verifying a Quantum Superposition in a Micro-optomechanical System
微光学机械系统是最近提出的在相对大质量系统中实现量子力学效应的许多建议的核心。在这里，我们专注于一个特定的实验，旨在证明大规模的量子叠加，虽然所获得的结果应该推广到类似的实验。我们详细分析了有限温度对实验解释的影响，并得到了悬臂梁非经典程度的下限。虽然从有限温度开始测量量子退相干时间是可能的，但量子叠加的明确演示需要机械谐振器处于或接近基态。这可以通过基模的光学冷却来实现，这也提供了一种测量该模式中平均声子数的方法。我们还计算了环境引起的退相干率，并估计了彭罗斯和迪奥西提出的引力坍缩机制的时间尺度。鉴于最近的实验进展，实现所述实验的实际考虑进行了讨论。
2008-10-05 quant-ph
Decoherence and the conditions for the classical control of quantum systems
我们发现一个量子系统作为另一个量子系统的经典控制器的条件：控制器必须是一个开放的系统和快速对角化的基础上的控制器变量耦合到受控系统。这会导致被控系统中的退相干，如果对角化速率快，则退相干可以变小。我们给出了一个基于机械谐振器的量子光机控制的详细例子。由此产生的方程是类似的结构，最近提出的模型，一贯结合量子和经典的随机动力学。
2012-01-24 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
Quantum walks on a circle with optomechanical systems
我们提出了一个实现的量子行走在一个圆上的光机系统编码的辐射场的相位空间和硬币上的两个层次的状态的机械谐振器的步行者。通过Suzuki-Trotter分解得到系统的动力学。数值计算表明，该系统表现出典型的量子行走行为，即概率分布呈弹道式演化，相位分布的标准差与步数成线性关系.我们还分析了在硬币空间中利用相位阻尼通道对退相干的影响，说明了用现代技术实现量子行走的可能性。
2015-07-30 quant-ph
Quantum Zeno blockade in optomechanical systems
University of Malta（马耳他大学）
研究量子芝诺效应在光学机械系统中制备非高斯态的应用，通过频繁监测抑制态空间转变，提升量子比特态制备的鲁棒性。
2025-01-20 quant-ph
Mirror-induced decoherence in hybrid quantum-classical theory
我们重新分析的光机干涉仪实验提出的马歇尔，西蒙，彭罗斯和Bouwmeester与最近发展的量子经典混合理论的帮助。这导致另一种评价的镜子引起的退相干。令人惊讶的是，我们发现，它的行为基本上以相同的方式为合适的初始条件和实验相关的参数，无论是被认为是一个经典的或量子力学的对象。我们讨论的参数范围内，这一结果举行的自发崩溃模型，本实验的设计测试和可能的影响。
2014-10-16 quant-ph
Phonon Interferometry for Measuring Quantum Decoherence
宏观物体退相干的实验观测对于量子坍缩模型和量子到经典跃迁的研究具有重要意义。光学力学是一个很有前途的领域，因为它的精细控制和读出的机械运动的研究，这样的模型。然而，要监测机械叠加态足够长的时间来研究这种转变是具有挑战性的。我们提出了一个方案，使两个机械谐振器在空间叠加态中纠缠，使得所有的量子信息都存储在机械谐振器中。该方案具有通用性，适用于任何具有多种机械模式的光机系统。通过分析和数值模拟，我们表明，该计划是弹性的实验缺陷，如不完全的预冷，错误的后选择和低效的光机耦合。该方法克服了以前提出的方案的局限性，这些方案迄今为止阻碍了宏观量子动力学的研究。
2018-02-23 physics.optics quant-ph
Decoherence due to gravitational time dilation: analysis of competing decoherence effects
最近，一个静态的引力场，如地球的引力场，被提出作为一个新的退相干源[1]。我们研究了在典型的干涉实验中它成为主要退相干效应的条件。考虑以下竞争源：光的自发发射、吸收、与热光子的散射以及与残余气体的碰撞。我们量化了所有这些影响。正如我们将看到的，目前的实验偏离了几个数量级。为了达到必要的要求，需要新的想法：拥有尽可能大的系统，以增加引力退相干，冷却它并隔离得足够好，以减少热和碰撞退相干，并解决非常小的距离。
2016-05-16 quant-ph
Gravitational time dilation induced decoherence during spontaneous emission
研究了引力时间膨胀和原子能级间的自发发射引起的量子叠加态的退相干。已经证明引力时间膨胀可以是一个普遍的退相干源。在这里，我们只考虑在自发发射的情况下引力时间膨胀引起的退相干。由于时间膨胀改变了粒子两个位置发射光子的相干性，从而得到粒子位置态的相干性依赖于参考系。改变光场的方向也会导致量子叠加相干性的差异。为了观察主要由引力时间膨胀引起的退相干效应，可以利用延时反馈来增加粒子叠加态的退相干。
2015-10-30 quant-ph
Gravimetry through non-linear optomechanics
提出了一种利用量子光机系统测量引力加速度的新方法。作为一个概念的证明，我们调查的基本灵敏度的腔光学机械系统的重力加速度计与轻物质相互作用的典型的三线性辐射压力的形式。腔的光输出的相位编码重力加速度$g$，并且是执行重力测量需要测量的唯一分量。我们分析表明，零差检测是最佳的读出在我们的计划，光和物质的周期性去耦的基础上，并预测一个基本的灵敏度为$Δg = 10^{-15}$ ms $^{-2}$为目前可实现的光学机械系统，在原则上，超过最好的原子干涉仪，即使是低光强度。我们的计划是惊人的鲁棒性的机械振荡器的初始热状态的积累的引力相位只取决于在演化过程中产生的纠缠光机械状态的组件之间的相对位置分离。
2018-03-22 quant-ph
Testing unconventional decoherence models with atoms in optical lattices
已经提出了各种模型，其中修改了薛定谔方程，以解释大质量物体的空间相干性的衰减。虽然光学机械系统和物质波干涉与大集群是有前途的候选人来测试这些模型，我们在这里表明，使用现有的技术原子的光晶格，这些模型中的一些可以有效地进行测试。特别是，我们比较了非常规的退相干由于量子引力介绍了埃利斯和同事[物理。B ${\bf 221}$，113（1989）]和由于晶格光子的散射而引起的常规退相干，并得出结论，在制备产物原子态的实际情况下，用几个原子实现了最佳性能。详细的分析表明，单原子在10 cm尺度上离域约1秒可以有效地检验假设的量子引力诱导退相干。
2016-01-20 quant-ph
Dissipative optomechanical preparation of non-Gaussian mechanical entanglement
纠缠作为一种关键资源在发展前沿技术方面发挥了关键作用，例如在量子隐形传态和量子传感方案中。值得注意的是，由于能够将机械振荡器的振动模式冷却到其量子状态，机械模式之间的纠缠和非经典机械态的产生已经成为量子技术应用的核心资源。因此，提出确定性的计划来实现这些任务是至关重要的。虽然两体机械纠缠的主要方案涉及高斯光机械相互作用（线性化机制）以产生双模压缩真空态，但利用裸非高斯光机械相互作用（非线性强单光子机制）的纠缠双模仍然很少被覆盖。本文提出了一种利用腔场耗散在非线性区域设计声子非高斯二体纠缠的方案。有趣的是，我们的协议（操作在解决边带和光子封锁制度）呈现实现高度的稳态纠缠的可能性。我们进一步表明，我们的确定性方案是强大的退相干和温度的存在下，在国家的最先进的光学力学，以及所需的条件，以获得非高斯的实现二分机械稳态。
2022-03-02 quant-ph
A squeezed mechanical oscillator with milli-second quantum decoherence
本文提出低退相干、大耦合的超导电路光机械平台，实现毫秒级量子态寿命、93%保真度基态制备和−2.7 dB机械压缩。
2023-04-18 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Narrowing the filter cavity bandwidth via optomechanical interaction
我们建议使用光机械相互作用来缩小滤波腔的带宽，以实现先进的引力波探测器中的频率依赖压缩，受到光机械诱导透明的想法的启发。这不仅使我们能够实现窄带宽，与桌面光学腔的几百Hz检测频带相当，而且还可以在很宽的范围内调谐带宽，这对于优化不同引力波源的灵敏度是理想的。其实现的实验挑战是对低热噪声的严格要求，这将需要极好的机械品质因数，这是很难通过使用当前可用的低损耗机械振荡器来实现的;一种可能的解决方案是使用机械阻尼的光学稀释，这可以大大放松对机械的要求。
2014-10-10 quant-ph
Enhancing the bandwidth of gravitational-wave detectors with unstable optomechanical filters
对于引力波干涉探测器，当聚焦于散粒噪声水平时，在探测器带宽和峰值灵敏度之间存在折衷。这与信号的频率相关传播相位滞后（正色散）有关。我们考虑嵌入一个有源不稳定滤波器-一个腔辅助的光学机械设备工作在不稳定制度-内的干涉仪，以补偿相位，并使用反馈控制，以稳定整个系统。我们表明，该方案在原则上可以提高带宽，而不牺牲峰值灵敏度。然而，由于光机械滤波器中机械振荡器的热波动，这对环境温度和机械品质因数提出了非常严格的要求，因此实现它存在一个实际困难。
2015-05-30 physics.optics quant-ph
Amplification and generation bounds of gravity-induced entanglement in pulsed optomechanical systems
Burke Institute for Theoretical Physics, California Institute of Technology（加州理工学院伯克理论物理研究所）
通过脉冲光机械系统研究引力诱导纠缠，发现纠缠可通过压缩态或Fock态输入放大，但产生阈值由引力耦合与热退相干竞争决定，且无法通过输入态降低。
2026-05-25 gr-qc 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
Gravitational decoherence: a non relativistic spin 1/2 fermionic model
在以前的工作[arXiv 1905.01121]中，我们推导了标量玻色子与弱随机经典引力场相互作用的动力学量子主方程。由于标准物质是由费米子组成的，这样的方程应该适当地扩展以描述更相关的实验情况。本文导出了自旋为1/2粒子引力退相干的非相对论模型。我们丰富的治疗也考虑耦合与外部经典电磁场。我们评论与标量玻色子模型的差异，我们描述的制度，它们变得微不足道。
2020-12-02 quant-ph
An Optomechanical Quantum Cavendish Experiment
实验物理学中的一个悬而未决的问题是量子体系中引力效应的特征。我们提出了一个实验装置，使用久经考验的技术，在腔光学力学观察的影响，两个微机械振荡器之间的引力相互作用的干涉腔光子通过在可见度的变化的干涉光子。引力耦合导致可见度的周期和大小发生变化，其可观测性在当前技术范围内。我们讨论了这种装置的可行性以及引力相互作用对纠缠的影响。
2018-06-15 gr-qc quant-ph
Entanglement decoherence in a gravitational well according to the event formalism
事件形式主义是量子场论的非线性扩展，旨在与广义相对论中出现的封闭的类时曲线兼容。虽然在平坦时空中简化为标准量子场论，但该形式主义导致了对弯曲空间中纠缠分布的可检验的不同预测。在本文中，我们介绍了一个更一般的版本的形式主义，并用它来分析的实用性，其预测在地球的引力井的实验测试。
2014-06-14 quant-ph
Ultimate decoherence border for matter-wave interferometry
引力波的随机背景是时空的内禀涨落，它导致了不可避免的退相干机制。这种机制表现为量子干涉对比度的降低。它定义了一个最终的退相干边界的物质波干涉测量使用越来越大的分子。我们给出了一个定量表征的边界方面的数字涉及的引力环境以及干涉仪的灵敏度引力波。已知的引力噪声水平决定了分子探针的最大尺寸，对于该最大尺寸，干扰可能仍然是可观察的。我们讨论了这一结果的相关性的背景下，不断取得进展，越来越敏感的物质波干涉。
2006-02-13 quant-ph
Optimal Fidelity Witnesses for Gravitational Entanglement
光机系统在量子信息和重力之间的界面上为基础研究开辟了新的可能性。最近，Bose等人提出了一个雄心勃勃的实验方案，测量两个光机械系统之间的引力相互作用产生的纠缠。该方案依赖于见证两个系统之间的纠缠。在这里，我们开发了一个通用的框架来研究质量的两方纠缠证人使用忠诚的证人。然后，我们将这个框架应用于引力纠缠的建议，优化纠缠的检测。我们构建了一个证人组成的只有5个非平凡的自旋测量，我们与其他建议的证人进行比较。通过后处理，我们的见证可以检测设置中任何相位选择的纠缠，直到一组测量零。
2022-02-28 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
Quantum sensing with milligram scale optomechanical systems
探索经典力学和量子力学之间的界限一直是现代物理学的中心主题之一。最近，精确测量作用在具有光学腔的毫克尺度振荡器上的力的实验作为测试量子力学、退相干机制和引力物理的有前途的工具而引起了人们的兴趣。在本文中，我们回顾了使用毫克级光机系统的实验现状。我们比较了用摆、扭摆和光悬浮镜达到量子态的可行性。给出了设计高$Q$摆的考虑因素、扭转摆具有比扭转摆更好的力灵敏度的条件以及设计反射镜悬浮的约束条件。
2020-03-31 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Experimental Blueprint for Distinguishing Decoherence from Objective Collapse
Department of Physics, College of Science, Sultan Qaboos University（苏丹卡布斯大学理学院物理系）
本文提出了一种实验方法，通过悬浮光学机械平台和贝叶斯推断区分退相干与客观塌缩，以测试量子线性性。
2026-01-06 quant-ph
Collapse models and gravitational decoherence at test: How far can we push the limits of quantum mechanics?
坍缩模型描述了量子叠加原理从微观尺度到宏观尺度的崩溃。它们是量子测量问题的可能解决方案之一，因此描述了从量子力学中出现的经典力学。测试坍缩模型就相当于测试量子力学的极限。我将提供一个关于如何测试崩溃模型的概述，以及未来的理论和实验挑战。
2023-03-14 quant-ph
Generating mechanical and optomechanical entanglement via pulsed interaction and measurement
在宏观尺度上产生纠缠为开发新的量子技术和在桌面上研究基础物理提供了一条令人兴奋的途径。腔量子光学力学提供了一个理想的平台，产生和利用这种现象，由于量子光学的精度结合最近的实验进展，在光学机械设备。在这项工作中，我们提出的方案外的解决边带制度，准备和验证光-机械和机械-机械纠缠。我们的计划采用脉冲相互作用的持续时间远小于机械周期，并与零差测量一起，可以产生和表征这些类型的纠缠。为了提高我们的方案的性能，可以利用包括先前脉冲的预冷阶段来增加准备的纠缠量，并且可以使用局部光挤压器来提供对开放系统动态的弹性。我们的计划所产生的纠缠使用对数负量化和分析的脉冲光机械相互作用的强度，包括机械退相干和光损耗的现实实验方案。两个单独的计划机械纠缠产生的介绍和比较：一个计划的基础上的光学干涉设计，和其他包括顺序的光机相互作用。我们的协议的脉冲性质提供了更直接的访问这些量子相关性在时域中，与应用，包括量子精密测量和量子退相干测试。通过考虑一个参数集的基础上，最近的实验，产生显着的纠缠与我们的计划的可行性，即使有很大的光损耗，证明。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A classical channel model for gravitational decoherence
我们表明，通过处理两个机械谐振器之间的引力相互作用作为一个经典的测量通道，引力退相干模型的结果是等效的模型首先提出的Diosi。由此产生的退相干模型意味着两个引力耦合谐振器之间的经典介导的引力相互作用不能产生纠缠。引力退相干率（和互补加热率）的数量级的引力诱导的两个谐振器的正常模式分裂。
2014-01-05 gr-qc quant-ph
Feasible generation of gravity-induced entanglement by using optomechanical systems
Kyushu University（九州大学）
本文探讨了利用声光系统检测重力诱导纠缠的可行性，通过求解里卡蒂方程评估了光学机械镜片的条件协方差矩阵的时间演化，证明了在无光学机械耦合的情况下，纠缠生成速度更快。
2024-05-28 gr-qc quant-ph
Quantum Models of Mind: Are They Compatible with Environment Decoherence?
本文在量子脑模型的背景下，通过引力坍缩协调客观化约，对Hameroff Penrose模型进行了批判.或，假设彭罗斯，我们提出，而不是退相干过程是由与环境的相互作用。我们认为利用这种可能性是有用的，因为退相干理论在量子测量中的重要性越来越大，而且量子力学可以独立于Hameroff Penrose模型应用于大脑研究。我们的结论是Hameroff Penrose模型与退相干不相容，但如果用退相干代替引力坍缩或，量子脑仍然可以考虑。
2004-03-05 quant-ph
Comment on "Universal decoherence due to gravitational time dilation"
我们提出了一系列反对Pikovski等人的论文“由于引力时间膨胀引起的普适退相干”（arXiv：1311.1095）的结果的论点。
2015-09-14 gr-qc quant-ph
Gravitational decoherence of photons
引力退相干模型通常不适用于包括光子在内的超相对论系统。因此，很少有引力退相干的量子光学测试已经开发。本文将Anastopoulos和Hu（arXiv：1305.5231）的引力退相干模型推广到光子。在这个模型中，退相干起源于大量的随机引力扰动，可能是根本性的。我们推导出电磁场一般状态的主方程，唯一的自由参数是引力涨落的噪声温度$Θ$。我们发现，干扰实验与长基线，在不久的将来的实验，可以，在原则上，导致强约束$Θ$。
2021-03-30 gr-qc quant-ph
Universal Quantum Entanglement between an Oscillator and Continuous Fields
量子纠缠在光机械和机电系统中得到了广泛的应用。最简单的这种系统是与相干光束相互作用的机械振荡器，而振荡器也遭受热退相干。对于这个系统，我们表明，量子纠缠总是存在于振荡器和连续的出射场之间-即使当环境温度很高，振荡器是高度经典的。这种普遍的纠缠也被证明是能够生存一个以上的振荡周期，如果光机械相互作用的特征频率大于热噪声。此外，我们还导出了与振子最大纠缠的有效光模，这将有助于未来的量子计算和将信息编码为机械自由度。
2009-08-31 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
Multimode optomechanical system in the quantum regime
我们实现了一个简单而强大的光学机械系统，具有众多的长寿命（$Q>10^7$）的声子带隙屏蔽膜谐振器的机械模式。紧凑型法布里-珀罗谐振器的光学模式以测量速率（$96~\mathrm{kHz}$）检测这些模式的运动，该测量速率（$96~\mathrm{kHz}$）超过已经在中等低温下的机械退相干速率（$10\,\mathrm{K}$）。达到这个量子制度需要，i。a.，量子测量反作用超过热力，因此可检测的光机械量子相关性。特别是，我们观察到有质动力压缩的输出光介导的众多的机械谐振器模式，量子噪声抑制高达-2.4 dB（-3.6 dB，如果校正检测损耗）和带宽$\lesssim 90\,\mathrm{ kHz}$。所采用的膜和法布里-珀罗谐振器的多模性质适合于涉及多个电磁、机械和自旋自由度的混合纠缠方案。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coherent Optomechanical State Transfer between Disparate Mechanical Resonators
混合量子系统已经被开发出各种机械，光学和微波谐振子。耦合产生了丰富的相互作用库，包括双模压缩，交换相互作用，反作用逃避和热控制。在多模机械系统中，不同尺度（频率和质量两者）的耦合谐振器利用每个谐振的优点。举例来说：一个高频的、容易操纵的谐振器可以与一个低频的大质量物体纠缠在一起，用于引力退相干的测试。在这里，我们展示了两个空间和频率分离的谐振腔之间的相干光机械状态交换的质量比为4。我们发现，通过使用两束远失谐的激光，通过一个非常类似于原子物理学中的STIRAP（受激拉曼绝热通道）的过程，有效的状态转移是可能的。虽然演示是经典的，但同样的技术可以用来在量子体系中产生振荡器之间的纠缠。
2017-04-07 physics.optics quant-ph
Strong Optomechanical Coupling at Room Temperature by Coherent Scattering
系统的量子控制要求对量子态的操纵比任何退相干速率都要快。对于介观系统，迄今为止只有少数低温系统达到了这一点。量子控制的一个重要里程碑是所谓的强耦合区，在腔光力学中，强耦合区对应于大于腔衰减率和机械阻尼的光机械耦合强度。在这里，我们展示了在室温下悬浮的二氧化硅颗粒和高精细光学腔之间的强耦合机制。通过采用相干散射而不是直接驱动腔来实现法向模分裂。这里实现的耦合强度接近腔线宽的三倍，深入到强耦合区。进入强耦合区是在室温下实现介观物体量子控制的重要一步。
2021-01-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum metrology with optomechanical systems in the nonlinear regime
本文主要研究非线性腔光机系统的数学描述及其应用。第一部分是关于求解附加含时机械位移和单模压缩项的标准非线性光机哈密顿量的动力学。该解决方案是基于确定一个李代数，产生的系统的时间演化，这减少了考虑一组有限的耦合常微分方程的实函数的问题。第二部分将推广的光机哈密顿量的解应用于非高斯性的研究。我们计算了光机械态的非高斯特性作为哈密顿量中参数的函数，并研究了非高斯性、非线性耦合强度和单模机械压缩项强度之间的相互作用。我们发现非线性耦合的强度和形式对非高斯性有很大的影响，并且它与压缩项的关系是非常复杂的。第三部分涉及使用非线性光学机械系统作为量子传感器。给出了广义光力学哈密顿量，导出了量子费舍尔信息的一般表达式，并通过三个具体的例子证明了它的适用性：非线性光-物质耦合的强度，时间调制的机械位移的强度，以及单模机械压缩参数的强度，所有这些都是在共振时调制的。在论文的最后一章中，我们考虑了用光机系统估计常重力加速度的问题。我们的研究结果表明，光学机械系统原则上可以用作强大的量子传感器。
2020-03-25 quant-ph
Cooling the Motion of a Silica Microsphere in a Magneto-Gravitational Trap in Ultra-High Vacuum
悬浮光学机械系统，特别是被困在真空中的粒子，为研究与环境隔离的物体的机械行为提供了独特的平台。最终，这样的系统可能使研究量子力学、引力和其他弱力的基本问题成为可能。虽然纳米颗粒的光学捕获已经成为典型的悬浮光学机械系统，但由于所需的高光强的加热，特别是当与高真空环境结合时，它并非没有问题。本文研究了超高真空中的磁引力阱。与光阱相比，我们利用永磁体产生的磁场和引力相互作用，为反磁性粒子创造了一个完全被动的陷阱。我们证明了冷却的质心运动的被困的二氧化硅微球从环境温度到一个有效的温度接近或低于一毫开尔文在两个自由度的光学反馈阻尼。
2018-02-09 quant-ph
Hybrid coupling optomechanically assisted nonreciprocal photon blockade
量子信息科学中的开放量子系统的性质作为各种应用的基础问题，现在被研究界广泛地研究。在量子信息处理过程中，通常情况下，开放量子系统的态会受到退相干的干扰，从而降低系统的保真度。因此，最好消除环境的影响。然而，作为复合系统的一部分，环境系统的合理利用可能有利于量子信息处理。本文从理论上研究了光机系统中的环境诱导量子非线性效应和能谱调谐方法。我们发现，耗散和色散混合光机电系统的耗散耦合可以导致环境与系统之间以交叉克尔相互作用形式的耦合。当对称性被定向泵浦破坏时，系统在回音壁模微腔的顺时针和逆时针模式的光子激发和光子阻塞过程中表现出非互易性。此外，我们相信交叉克尔耦合还可以在量子信息处理和量子模拟中得到更广泛的应用。
2020-11-30 physics.optics quant-ph
Decoherence from the light bending interaction
本文研究光线偏折相互作用的量子效应，证明未观测光会导致大质量物体退相干，并推导出热光和相干光下的退相干长度尺度，指出该效应虽弱但具有引力量子共存的基础意义，且有望推广到光力学系统。
2025-08-26 gr-qc quant-ph
HYPER and gravitational decoherence
研究了与引力波随机背景散射有关的退相干过程。我们表明，它有一个可以忽略不计的影响，超类原子干涉仪，虽然它可能主导宏观运动，如行星运动的月球绕地球的退相干。
2003-11-06 gr-qc quant-ph
Fundamental quantum limits of multi-carrier optomechanical sensors
涉及多个光学载体的光学机械传感器可能经历机械介导的相互作用，从而导致跨光场的多模相关性。一个实例是激光干涉引力波探测器，其引入多个载波频率用于经典感测和控制目的。一个突出的问题是，这样的多载波光机传感器是否优于其单载波对应的量子限制的灵敏度。我们表明，最好的精度是通过传感器的单载波实例实现的。对于当前的LIGO探测系统来说，这种精度已经可以达到。
2018-09-18 gr-qc quant-ph
Gravitational decoherence of planetary motions
我们研究了引力波散射对行星运动的影响，比如月球绕地球的运动。虽然这种效应对耗散的影响可以忽略不计，但由于银河系环境中引力波背景的有效温度非常高，它主导了涨落和相关的退相干机制。
2001-02-12 gr-qc quant-ph
Decoherence in quantum systems in a static gravitational field
研究了静态引力场中局域态在不同位置的叠加态的量子小系统。不同位置之间的相关性的时间演化的调查，它是可以看出，有两个时间尺度这样的演变（退相干）。两个时间尺度都与两点之间的红移差成反比。这些时间尺度对应于在时间上分别为线性和二次的退相干。
2016-10-08 gr-qc quant-ph
Quantum optomechanical control of long-lived bulk acoustic phonons
Yale University（耶鲁大学）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）
本文提出了一种新的光学机械系统，实现了对高相干声子模式的量子控制，并展示了激光冷却超 massive 机械物体的实验成果。
2024-10-23 physics.optics quant-ph
