Gravimetry enhanced by nonreciprocal optomechanical coupling
本文提出利用耗散光机械腔中的非互易耦合测量重力加速度，证明其在强单光子驱动、双光子临界点及弱驱动量子 Fisher 信息等情形下均优于互易耦合。
2025-05-14 quant-ph
Nonreciprocal light transmission via optomechanical parametric interactions
光或微波信号的非互易传输在涉及敏感测量的各种应用中是必不可少的。在本文中，我们研究了光机械诱导定向放大和隔离的一般设置，包括两个腔和两个机械振荡器，通过专门使用蓝色边带驱动音。由两个腔模式定义的输入和输出端口分别通过由两个机械谐振器介导的相干和耗散路径耦合。通过选择合适的传输相位和驱动场强度，可以在较低的热温度下实现定向放大器或隔离器，它们都表现出工作在两个镜像频率的双向非互易性。非互易器件可以通过光学和微波领域的光机械和机电装置来证明。
2021-10-21 quant-ph
Phase-enhanced nonreciprocal photon-phonon conversion via coupled optomechanical cavities
Optics and Photonics Centre, Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院光学与光子学中心）
本文研究了通过相依赖驱动在耦合光学机械腔中实现非互易声子传输和光-声子信号转换，发现光-声子转换的非互易性无需破坏时间反演对称性，通过调整驱动激光相位差可增强非互易性至40dB隔离水平。
2026-04-03 quant-ph
Nonreciprocal Optomechanical Entanglement against Backscattering Losses
我们提出了如何实现光和运动的非互易量子纠缠，并揭示了它对随机损失的反直觉鲁棒性。我们发现通过Sagnac效应分裂自旋共振器的反向传播光，光子和声子可以在选定的方向上强烈纠缠，但在另一个方向上完全不相关。这使得即使在没有任何经典非互易性的情况下也可以实现量子非互易性，并且还可以在实际设备中实现对抗后向散射损失的显著纠缠恢复。我们的工作提供了一种通过利用各种非互易器件来保护和设计量子资源的方法，用于构建抗噪声量子处理器，实现手性网络和反作用免疫量子传感器。
2020-10-06 quant-ph
Nonreciprocal quantum interference and coherent photon routing in a three-port optomechanical system
研究了三端口光机系统中不同弱信号之间的量子干涉，该系统是通过将三个腔模耦合到同一个机械模上实现的。如果一个腔作为一个控制端口，并不断地受到控制信号的扰动，当另一个信号注入到不同的目标端口时，可以观察到非互易量子干涉。特别是，我们表现出频率无关的完全阻断诱导的完全相消干涉在全频域。此外，相干光子路由可以通过同时扰动所有端口来实现，其中合成信号仅从期望端口输出。我们还发现，路由方案可以扩展到更多端口的光机系统。本文的结果在控制光传输和量子信息处理等方面具有潜在的应用价值。
2019-09-17 quant-ph
Nonreciprocal entanglement in a molecular optomechanical system
提出在旋转WGM谐振器的分子光机械系统中产生非互易光子-振动与振动-振动纠缠的理论方案，发现逆时针旋转及蓝失谐驱动可增强纠缠，增加分子数可显著提升振动-振动纠缠，可用于量子信息传输与非互易量子器件。
2025-05-25 quant-ph
Controllable single-photon nonreciprocal transmission in a cavity optomechanical system with a weak coherent driving
研究了单光子在腔光机械系统中的非互易传输，其中腔支持顺时针和逆时针循环光模，机械谐振腔由弱相干驱动激发，信号光子由一系列脉冲组成，每个脉冲只有一个光子.我们发现，如果输入态是单光子态，仅从透射谱的角度研究非互易性是不够的，因为非互易性发生的频率远离单光子的峰值频率。因此，我们通过比较输入场和输出场的频谱来显示非互易传输行为。在我们的系统中，通过改变弱相干驱动的幅度，可以实现信号在单光子水平上从单向隔离到单向放大的转变。讨论了机械热噪声对单光子非互易传输的影响。
2018-04-10 quant-ph
Perfect Optical Nonreciprocity in a Double-Cavity Optomechanical System
非互易器件是构建量子网络必不可少的器件，在现代通信技术中无处不在。本文利用光机相互作用和线耦合相互作用实现了双腔光机系统中的光非互易传输。该方案依赖于两个相互作用之间的干扰。导出了系统实现理想光学非互易性的必要条件，并分析了光学非互易传输特性和机械模输出光场特性。这些结果可用于控制量子信息处理中的光传输。
2019-09-11 quant-ph
Linear Amplifier Model for Optomechanical Systems
我们将光机系统建模为线性光放大器。这提供了一个统一的处理不同的光学机械现象。我们强调，特别是有质动力压缩和光力学诱导的透明度，目前的研究的两个焦点之间的关系。我们表征的放大器响应量子和故意施加的波动，光学和机械。此外，我们应用这些结果来建立量子限制的外力感测腔共振和关闭。我们发现，达到共振的最大灵敏度构成了一个绝对的上限，不超过失谐时关闭腔谐振。该理论可以推广到具有损耗和有限探测效率的双面腔。
2012-01-19 quant-ph
Nonreciprocal photon blockade via quadratic optomechanical coupling
我们建议通过二次光机耦合来操纵光子非相干传输的统计特性。我们提出了一个方案，以产生二次光机相互作用的正常光学模式的回音壁模式（WGM）光机系统，通过消除线性光机耦合通过不同模式的反交叉。通过在一个方向上对WGM光机系统进行光泵浦，将显著增强该方向上的有效二次光机耦合，从而观察到非互易光子阻塞。我们的方案对于片上非互易单光子器件具有潜在的应用价值。
2018-09-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multipartite quantum entanglement in $\mathcal{PT}$-symmetric molecular optomechanics: Nonreciprocal enhancement and thermal resilience to \SI{500}{\kelvin}
University of Yaounde I（雅温得第一大学）；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研究中心先进研究院）；Nantong University（南通大学）；Akal University（阿卡尔大学）
该研究提出$\mathcal{PT}$对称双腔分子光机械系统，实现高温下多体量子纠缠的非互易增强与热稳定性，突破传统光机械系统的限制。
2025-12-30 quant-ph
Nonreciprocal phonon blockade in spin quadratic optomechanical systems
School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
该研究提出在由两个旋转谐振器与纳米机械振荡器近场耦合的二次光机械系统中实现非互易声子阻塞的方案，利用萨尼亚克 - 菲佐效应及光学弹簧效应，通过设置参数实现不同方向的单双声子共振，量化非互易性，揭示热效应，为相关器件及应用提供途径。
2026-07-23 quant-ph
Sympathetic Cooling of Levitated Optomechanics through Nonreciprocal Coupling
Center for Quantum Technology Research and Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurements (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院量子技术研究中心及先进光电子量子架构与测量教育部重点实验室）
本文提出一种非厄米特光学力学冷却方案，利用非互易耦合实现悬摆纳米颗粒的低温冷却，展示了一种非厄米特相互作用驱动的新冷却机制。
2025-12-03 quant-ph
Nonreciprocal topological phononics in optomechanical arrays
我们提出了一个强大的和可调的非互易声子传输平台的基础上阵列的光学机械微环。在我们的方法中，时间反演对称性被光子自旋轨道耦合的相互作用打破，使用最先进的几何方法和光机械相互作用。我们证明了这个系统的拓扑保护的性质，通过调查其鲁棒性的缺陷。这种类型的系统可以在基于声子的信息存储和信号处理设备中找到应用。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exploring Nonreciprocal Noise Transfer under Onsager-Casimir Symmetry in Synthetic-Field Optomechanics
Bilkent University（比尔肯特大学）；Saint Louis University（圣路易斯大学）
该研究在合成磁场中探索非互易噪声传输，揭示回路相位和例外点对噪声流的影响，并提出非互易性度量以优化传感性能。
2026-01-02 quant-ph
Efficient qubit measurement with a nonreciprocal microwave amplifier
观察量子对象的行为从根本上扰动了它的状态，导致随机游走到测量算符的本征态。理想地，测量负责量子态的所有退相。在实践中，测量设备中的缺陷限制或破坏量子反馈协议所需的信息流，这是由测量效率量化的效果。在这里，我们展示了使用非互易参量放大器直接监测读出腔的微波场的超导量子比特的有效测量。通过减小腔体和放大器之间的损耗，我们实现了$72\%$的测量效率。放大器的方向性保护读出腔和量子比特免受放大的真空波动引起的过度反作用。除了为进一步提高强投影测量的保真度提供工具外，这项工作还为理想弱测量的实验研究创建了一个测试平台，并为基于弱测量的量子反馈协议开辟了道路，如状态稳定或纠错。
2020-12-07 quant-ph
Directional amplifier in an optomechanical system with optical gain
定向放大器是经典和量子信息处理中的重要非互易器件。本文提出了一种基于光增益的光机系统实现光场与微波场之间的定向放大器的方案，其中一个有源光腔和两个无源微波腔分别通过辐射压力耦合到一个共同的机械谐振腔。两个无源腔通过跳频相互作用耦合，以促进有源和无源腔之间的定向放大。我们得到了实现光定向放大的条件，发现光放大的方向可以通过有效光机耦合之间的相位差来控制。讨论了有源腔增益率和有效耦合强度对放大器最大增益的影响。我们表明，该放大器的噪声可以大大抑制在大的协同限制。
2018-05-21 quant-ph
Multiterminal Nonreciprocal Routing in an Optomechanical Plaquette via Synthetic Magnetism
提出基于光学机械小片的多端非互易路由器，通过合成磁学打破时间反演对称性，为量子网络信息安全与安全通信提供量子节点。
2023-09-05 physics.optics quant-ph
Normal-mode splitting in the optomechanical system with an optical parametric amplifier and coherent feedback
该研究针对光力学系统的正模劈裂调控问题，提出结合光学参量放大器与相干反馈的方案，证明可灵活调控劈裂效应，且优化相关参数可实现增强，为强耦合量子现象研究提供调控手段。
2022-10-09 quant-ph
Nonreciprocity of intense light field and weak quantum signal in optomechanical systems with three-mode parametric interactions
School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
该研究提出了一种基于三模参数相互作用的可重构声光平台，实现了强光场和弱量子信号的非互易传输，通过声光非线性效应和量子干涉控制传输方向与损耗。
2026-01-19 quant-ph
Barnett Effect-Induced Nonreciprocal Entanglement and Gaussian interferometric power in Magnomechanics with Optical Parametric Amplifier
Ibnou Zohr University（伊本·佐赫尔大学）；Quaid-i-Azam University（奎德·阿扎姆大学）；Prince Sattam bin Abdulaziz University（沙特王子萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹大学）；Al-Ahliyya Amman University（安曼阿赫利耶大学）；King Khalid University（国王哈立德国王大学）；Islamic University of Madinah（麦地那伊斯兰大学）；University of Bisha（比沙大学）
本文通过巴纳特效应在磁力学与光学参量放大器中实现非 reciprocity 熵和高斯干涉仪功率，展示了其在量子信息处理中的应用潜力。
2025-12-30 quant-ph
Nonreciprocal transport based on cavity Floquet modes in optomechanics
定向输运在各种多模系统中通过驱动单个玻色子模式之间的多个非相互干扰的相互作用来获得。然而，维持所需数量的模式的系统在物理上变得复杂。在我们的微波光机械实验中，我们展示了如何配置耦合到两个鼓膜振荡器的单个超导腔的频率分量之间的非互易输运。频率分量被提升到Floquet模式，并产生缺失的维度，以实现隔离器和定向放大器。通过这种布置留下的自由的第二腔用于冷却机械振荡器并使转导噪声接近量子极限。此外，我们发现了一种新类型的非互易耦合特定的不稳定性。我们的方法是通用的，可以大大简化量子信号处理和低维系统的拓扑格的设计。
2019-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocal slow or fast light in anti-$\mathcal{PT}$-symmetric optomechanics
具有反宇称时间（$\mathcal{APT}$）对称性的非厄米系统揭示了传统系统之外的丰富物理。在这里，我们研究了$\mathcal{APT}$对称旋转谐振腔的光学力学，并表明，通过调节转速接近例外点（EP）或非厄米光谱简并，可以实现高隔离比的非互易光传输。伴随着这个过程，非互易群延迟或提前也被确定在附近的EP。我们的工作揭示了新的光机械EP设备操纵激光传播，并在更广泛的视野中，可以扩展到探索广泛的$\mathcal{APT}$对称效应，如$\mathcal{APT}$对称声子激光器，$\mathcal{APT}$对称拓扑效应，和$\mathcal{APT}$对称力传感或加速器。
2023-02-27 physics.optics quant-ph
Photon blockade in non-Hermitian optomechanical systems with nonreciprocal couplings
该研究在弱耦合近似下探究带双纳米颗粒的受激回音壁模式微腔非厄米光力系统的光子阻塞，分析奇异点与非奇异点处的常规、非常规光子阻塞特性及参数影响，为非厄米光力系统制备单光子源提供可行灵活方案。
2024-04-17 quant-ph
Nonreciprocal conversion between microwave and optical photons in electro-optomechanical systems
我们建议在电光机械系统中证明微波和光学光子之间的非可逆转换，其中微波模式和光学模式通过两个非简并机械模式间接耦合。非互易转换是在破缺的时间反转对称性机制中获得的，其中光子从一个频率到另一个频率的转换被增强用于建设性量子干涉，而反转方向上的转换由于破坏性量子干涉而被抑制。有趣的是，在电光机械系统中，微波模式和光模式之间的非互易响应出现在两个方向相反的不同频率上。该方案可用于实现任意两个不同频率模式的光子之间的非互易转换。此外，电光机械系统还可以用于通过添加耦合到机械模式之一的辅助光学模式来构造用于具有明显不同频率的三个光学模式的三端口环行器。
2016-02-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Prethermalization and nonreciprocal phonon transport in a levitated optomechanical array
我们考虑了真空中的光悬浮纳米球阵列，并研究了该系统中的非平凡声子输运。悬浮的纳米球通过光学结合耦合。该系统的关键参数，例如相互作用范围、捕获频率和机械耗散，都是高度可调的。通过调节相邻球之间的间距，每个球的机械耗散和捕获频率，可以实现反直观的现象，如预热化和非互易声子输运。我们的系统提供了一个很好的平台，研究新的声子输运和热能转移。
2018-09-29 physics.optics quant-ph
Nonreciprocal microwave signal processing with a Field-Programmable Josephson Amplifier
我们的现场可编程约瑟夫森放大器（FPJA）的设计和实施报告-一个紧凑的和无损的超导电路，可以编程\textit{in situ}由一组微波驱动器执行互易和非互易频率转换和放大。在这项工作中，我们演示了四种工作模式：频率转换（$-0.5~\mathrm{dB}$传输，$-30~\mathrm{dB}$反射），循环（$-0.5~\mathrm{dB}$传输，$-30~\mathrm{dB}$反射，$30~\mathrm{dB}$隔离），相位保持放大（增益$>20~\mathrm{dB}$，$1~\mathrm{photon}$的添加噪声）和定向相位保持放大（$-10~\mathrm{dB}$反射，$18~\mathrm{dB}$正向增益，$8~\mathrm{dB}$反向隔离，$1~\mathrm{photon}$的添加噪声）。该系统表现出定量与理论预测。基于Nb/Al-AlO $_x$ /Nb Josephson结的梯度超导量子干涉器件（SQUID），FPJA对磁通噪声具有一阶不敏感性，可在低温下无磁屏蔽工作。由于其灵活的设计和与现有超导制造技术的兼容性，FPJA提供了一条直接的途径，可以与超导量子电路（如量子比特或微波光机系统）进行片上集成。
2016-12-05 quant-ph
Optomechanically induced nonreciprocity in a three-mode optomechanical system
我们建议创建光学非互易性的三模式光学机械系统，包括一个机械和两个光学模式，其中机械模式耦合的光学模式之一。系统的光学非互易响应是基于光机相互作用引起的非线性。然而，非线性是观察非互易性的必要条件，但不是充分条件。解析地证明了系统对经典驱动场非互易响应的另一个必要条件。数值分析了参数对系统非互易响应的影响。三模光机系统为实现强光信号场的非互易性提供了平台。
2018-12-31 physics.optics quant-ph
Approaching quantum-limited amplification with large gain catalyzed by hybrid nonlinear media in cavity optomechanics
放大器是几乎所有对微弱信号进行精确测量的实验的核心。一个理想的放大器应该同时具有大的增益和最小的附加噪声。在这里，我们考虑的量子测量性质的混合非线性腔与克尔和OPA非线性介质放大输入信号。结果表明，该混合非线性腔放大器在单值稳定区具有较大的增益，且无条件达到量子极限。
2016-05-01 quant-ph
Manifestation of classical nonlinear dynamics in optomechanical entanglement with a parametric amplifier
含有光参量放大器的腔光机系统具有丰富的经典和量子动力学行为。通过简单地调制泵浦OPA的激光的频率，我们发现两个有趣的参数制度，其中之一，使研究量子经典对应系统动力学，而不存在经典对应的量子功能的其他。在前一种情况下，当参量放大器的参量增益增大到一个临界值时，光模或力学模的经典动力学将经历从规则周期振荡到倍周期运动的转变，此时光-机纠缠可以用对数负性来研究，并能体现经典非线性动力学的动力学转变.在临界参量增益下，光机纠缠呈现二阶跃迁特性。对于后一种情况，在光-机纠缠的激光失谐依赖性中出现了由光-机混合模压缩引起的简正模分裂，没有发现经典对应关系。因此，OPA辅助光机系统提供了一种简单的方法来研究和利用经典非线性动力学的量子表现。
2019-10-16 quant-ph
Nonreciprocal photon blockade in a spinning microwave magnomechanical system through kerr-magnon and optical parametric amplifier
Akal University（阿卡尔大学）；Ibnou Zohr University（伊本·佐尔大学）；Nantong University（南通大学）；Princess Nourah bint Abdulrahman University（公主诺拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学）；Sunway University（双威大学）；Chandigarh University（昌迪加尔大学）；University of Bisha（比沙大学）
本文提出利用 Kerr-磁子相互作用和光学参量放大器的非线性效应，在旋转微波磁机械系统中实现并主动控制强光子阻塞，通过分析模型和数值模拟验证非 reciprocity 光子阻塞效应，并分析热噪声、探测场幅值和磁偶极耦合强度的影响。
2026-03-19 quant-ph
Broadband optical nonreciprocity via nonreciprocal band structure
本研究针对单腔布里渊光机系统难以同时实现宽带宽和高隔离度光学非互易性的挑战，提出利用一维光机械阵列，通过方向性光泵浦诱导的受激布里渊散射透明形成非互易能带结构，成功实现兼具宽带宽与高隔离度的光学非互易性，为探索非互易拓扑光子和声子相等集体效应提供了新途径。
2023-09-05 physics.optics quant-ph
Robust force sensing for a free particle in a dissipative optomechanical system with a parametric amplifier
本文从理论上研究了在具有简并参量放大器的耗散耦合光机系统中，作用在自由粒子上的弱经典力的光学探测问题。我们表明，PA允许一个实现的力的灵敏度远远优于标准量子极限（SQL）在广泛的范围内的检测频率。这种改善取决于参量增益和驱动功率。此外，我们还讨论了机械阻尼和热噪声对力灵敏度的影响。我们发现，力的灵敏度的鲁棒性比SQL对机械阻尼和热噪声是可以实现的PA具有高参数增益的存在下。对于温度$T = 1$ K，当驱动功率被设置在与没有PA的SQL相对应的值时，灵敏度的改善好了约7倍。
2017-03-02 quant-ph
Nonreciprocal State Conversion between Microwave and Optical Photons
光机械量子接口可以用来连接混合量子网络中具有明显不同频率的系统。本文提出了一种通过光机械界面实现微波与可见光之间非互易量子态转换的方案。通过引入辅助腔和控制线性化光机械耦合之间的相位差，可以实现单向状态传输。该接口可以用作隔离器、循环器和双向开关，将输入状态路由到选定的输出通道。我们表明，在一个广义的阻抗匹配条件下，状态转换可以达到高保真度，并对机械模式的热波动是强大的。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical nonreciprocity and optomechanical circulator in three-mode optomechanical systems
我们证明了在一个三模光机系统，其中一个机械模式是光机耦合到两个线性耦合的光学模式同时光学非互易响应的可能性。两个光机耦合率之间的相位差打破了三模光机系统的时间反演对称性，从而导致了系统的光学非互易性。此外，三模光机系统还可以用作两个光学模式和一个机械模式的三端口环行器，我们称之为光机环行器。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall physics.optics 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
Microwave measurement beyond the quantum limit with a nonreciprocal amplifier
量子系统的测量通常通过将其状态编码在光场的单个可观察量中来执行。该可观察量的测量效率可以通过到检测器的途中的损失或过量噪声而降低。即使同时测量第二非交换可观测量的\textit{quantum-limited}检测器也会使输出噪声加倍，因此将效率限制为$50\%$。在微波频率下，理想的测量效率可以通过无噪声地放大光场的信息承载正交来实现，但这仍然是一个实验挑战。实际上，虽然最先进的基于约瑟夫森结的参量放大器可以执行理想的单正交测量，但它们在信号路径中需要有损耗的铁氧体环行器，从而大大降低了整体效率。在本文中，我们提出了一种非互易参量放大器，它结合了单正交测量和方向性，而不使用强的外部磁场。我们提取出超过量子极限并且不受基本因素限制的$62_{-9}^{+17} \%$的测量效率。该放大器可以很容易地与超导设备集成，为量子比特和机械振荡器的理想测量创造了一条路径。
2020-04-03 physics.app-ph quant-ph
Topological optomechanical amplifier with synthetic $\mathcal{PT}$-symmetry
我们提出了如何在不使用任何有源介质的情况下实现光力学中的合成$\mathcal{PT}$对称性。我们发现在这样的系统中利用Stokes过程可以导致异常点（EP）的出现，即，系统的本征值和本征向量的合并。通过包围EP，可以实现非互易光放大和手征模式切换。因此，我们的合成$\mathcal{PT}$ -对称光机械工程作为一个拓扑光机械放大器。这提供了一个令人惊讶的简化路线，以实现$\mathcal{PT}$对称的光学机械，表明广泛的EP设备可以创建和用于各种应用，如拓扑光学工程和纳米机械加工或传感。
2022-02-02 physics.optics quant-ph
Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system
声子共振器在从引力波探测器到蜂窝电话的设置中起着重要作用。它们可作为高性能换能器、传感器和滤波器，提供低功耗、可调谐耦合到各种物理系统，并与各种频率、材料和制造工艺兼容。声子谐振器的系统通常服从互易性，这确保了任何两个谐振器之间的声子传输系数与传输方向无关。必须打破互易性以实现在谐振器之间提供声能的单向传播的装置（诸如隔离器和循环器）。这些器件对于保护有源元件、减轻噪声和操作全双工收发器至关重要。到目前为止，非互易声子器件还没有结合强大的操作所需的功能：强非互易性，原位可调谐性，紧凑的集成，和连续操作。此外，它们仅适用于相干信号（而不是波动或噪声），并且仅在行波系统（而不是谐振器）中实现。在这里，我们描述了一个腔光学机械方案，产生强大的声子谐振器之间的非互易耦合。该方案提供约30 dB的隔离，并且可以通过施加到腔体的驱动音的相位简单地进行原位调谐。此外，通过直接监测谐振器的动态，我们表明，这种非互易性可以用来控制热波动，这种控制代表了一种新的资源，用于冷却声子谐振器。
2018-07-10 physics.optics quant-ph
Optimal unidirectional amplification induced by optical gain in optomechanical systems
提出了一种实现单向放大的光非互易传输的三模光机系统，该系统由两个耦合腔和一个只与其中一个腔相互作用的机械谐振器组成。另外，光学增益被引入到光机械腔中。研究发现，对于强的光输入，光透射系数可以在特定方向上被极大地放大，而在相反方向上被抑制。解析地给出了最佳透射系数和相应隔振比的表达式。我们的研究结果铺平了道路，设计高品质的非互易装置的基础上光机系统。
2020-08-04 physics.optics quant-ph
Parity-dependent unidirectional and chiral photon transfer in reversed-dissipation cavity optomechanics
非互易元件，如隔离器和环行器，在经典和量子信息处理中起着重要的作用。近年来，在腔光学机械系统中，实验证明了强非互易效应。在这些方法中，非互易光子传输的带宽受到机械谐振器线宽的限制，其可以说比大多数机电或光机械设备中的腔模式的线宽小得多。在这项工作中，我们证明了宽带非互易光子传输的\emph{reversed-dissipation}制度，其中具有大的衰减率的机械模式可以被消除，而介导的反$\mathcal{PT}$对称耗散耦合两种相位因子。调整相对相位允许观察具有分布例外点（Eps）的\emph{periodic}黎曼片结构。在Eps处，相消量子干涉破坏了$\mathcal{T}$ -和$\mathcal{P}$ -反转对称性，导致单向和手性光子传输。在反向耗散区，非互易带宽不再受机械模线宽的限制，而是提高到腔谐振的线宽。此外，我们还发现通过改变Eps的\emph{parity}，可以使单向和手性能量转移的方向发生逆转。将非厄米耦合推广到三腔模型，反$\mathcal{PT}$对称性的破缺使我们能够观察到高阶Eps，在此证明了宇称依赖的手征环行器。驱动相位控制的周期性黎曼面允许观察依赖宇称的单向和手性能量转移，从而为建立非互易阵列和实现拓扑，例如，隔离器、循环器或放大器。
2022-12-22 physics.optics quant-ph
Nonreciprocal enhancement of remote entanglement between nonidentical mechanical oscillators
由于量子纠缠在分布式量子信息处理中的潜在应用，远距离大质量机械振子之间的纠缠在量子使能器件中特别令人感兴趣。在这里，我们提出了如何在级联光机配置中实现两个空间分离的机械振荡器之间的非互惠远程纠缠，其中两个光机谐振器通过电信光纤间接耦合。我们表明，通过选择性地旋转的光机械谐振器，可以打破这个复合系统的时间反转对称性通过Sagnac效应，更令人兴奋的是，通过在每个光机械谐振器中的光运动相互作用的个人优化，增强机械振荡器之间的间接耦合。这种能力使我们能够产生和操纵远距离机械振子之间的非互易纠缠，也就是说，纠缠只能通过从一个特定的输入方向驱动系统而不是另一个来实现。此外，在两个频率失配的机械振荡器的情况下，还发现，所产生的非互易纠缠的程度是违反直觉的增强相比，它的相互对应物，这是不可达到的，否则在静态级联系统与单音驱动激光。我们的工作，这是在目前的实验能力的可行性，提供了一个诱人的新机会，探索遥远的大质量物体之间的非经典相关性，并促进了各种新兴的量子技术，从量子信息处理到量子传感。
2022-12-03 physics.optics quant-ph
Enhanced entanglement of two optical modes in optomechanical systems via an optical parametric amplifier
研究了简并光参量放大器（OPA）对与机械谐振腔共同作用的两个腔模的稳态纠缠的影响。两个腔模分别在与机械谐振器相关联的红边带和蓝边带处被驱动，这在可分辨边带的极限下在它们之间产生纠缠。OPA使腔场产生单模压缩，从而显著提高了双模纠缠。研究发现，存在一个最佳的非线性增益的OPA，依赖于系统的温度，从而产生最大的纠缠。这种改进对于低温下的系统尤其显著。
2017-03-08 physics.optics quant-ph
Nonreciprocal Phonon Laser
我们提出了在由光机械和自旋共振腔组成的耦合腔系统中的非互易声子激光。我们表明，光学Sagnac效应导致显着修改的机械增益和功率阈值的声子激光。更重要的是，该系统中的声子激射是单向的，即当耦合系统在一个方向上被驱动而不是在另一个方向上被驱动时，声子激射发生。我们的工作建立了潜在的低功耗机械隔离和单向放大的旋转光学机械设备。这提供了一个新的路线，以及在目前的实验能力范围内，操作腔光学机械设备的方向声子开关，不可见的声音传感，拓扑或手性声学等广泛的应用。
2018-12-06 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Optical nonreciprocity induced by quantum squeezing in temperature sensitive optomechanical systems
本研究探究χ⁽²⁾微环光力学系统中由定向量子压缩诱导的光学非互易性，揭示热声子数对单光子传输隔离比及光子关联统计特性的影响，提出其可用于超低温精密温度测量，丰富量子网络与量子信息处理应用。
2025-03-19 quant-ph
Nonreciprocal Entanglement by Dynamically Encircling a Nexus
该研究提出利用耗散光力学中的双稳态并动态环绕其 nexus 点，产生稳定鲁棒的非互易位移，进而实现抗环境波动的非互易纠缠。
2025-08-30 quant-ph
Quantum-limited directional amplifiers with optomechanics
定向放大器是量子信息处理中的重要资源，因为它们保护敏感的量子系统免受过量噪声的影响。在这里，我们提出了一种实现的相位保持和相位敏感的定向放大器的微波信号的机电设置包括两个微波腔和两个机械谐振器。我们表明，两者都可以达到各自的量子极限增加的噪音。在相反的方向上，它们会发出来自机械谐振器的热噪声，我们将讨论如何抑制这种噪声，这是技术应用的一个关键方面。两者的隔离带宽都是机械线宽除以幅度增益的数量级。我们推导出这两种放大器的带宽和增益带宽积，发现相敏放大器具有无限的增益带宽积。我们的研究是迈向灵活的，片上集成微波信号非互易放大器的重要一步。
2017-12-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Weak-force sensing with squeezed optomechanics
研究了利用可动机械镜和光学参量放大器组成的非线性光机械谐振腔实现量子压缩增强的弱力传感。在此，我们确定，调整OPA参数可以大大抑制量子噪声，并大大提高力的灵敏度，使设备能够广泛地超过标准的量子限制。这表明，在现实的实验条件下，我们可以通过利用非线性光学机械设备实现超高精度的量子力传感。
2019-08-30 quant-ph
Nonreciprocal Photon Transmission and Amplification via Reservoir Engineering
我们讨论了一个一般的方法来构建非互易，基于腔的光子器件，匹配一个给定的相干相互作用与相应的耗散对应物的基础上，我们的方法概括了级联量子系统理论中使用的基本结构，并可以呈现一个非常广泛的类的相互作用方向。与标准的基于干扰的方案相比，我们的方法允许在宽带宽上的定向行为。我们展示了如何可以用来设计隔离器和定向，量子限制放大器。我们将详细讨论如何使用这种一般方法来构造一个定向的、无噪声的相敏放大器，它不受任何基本增益带宽约束的限制。我们的方法特别适合于使用超导微波电路和光机系统的实现。
2015-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generalized nonreciprocity in an optomechanical circuit via synthetic magnetism and reservoir engineering
合成磁性已被用于控制电荷中性激发的应用范围从经典的光束转向量子模拟。在光力学中，辐射压力诱导的光学（光子）和机械（声子）激发之间的参数耦合可以用来打破时间反演对称性，为合成磁性提供先决条件。在这里，我们设计和制作了一个硅光机械电路与两个光机械腔之间的光学和机械连接。用相位相关的激光驱动两个腔导致合成的磁通量，其与机械浴的耗散耦合相结合，导致具有35 dB隔离的光子的非互易传输。此外，使用蓝色失谐光的光泵浦表现为光子和声子之间的粒子非守恒相互作用，导致在隔离器直通方向上的12dB的定向光放大。这些结果表明，利用光机械电路，以创建一个更一般的类的非互易光学器件的可行性，并进一步，使新的拓扑相位的光和声音的微芯片上。
2016-08-11 physics.optics quant-ph
Mode locking in an optomechanical cavity
实验研究了一种集成机械谐振镜和光放大器的光纤环形腔。该器件表现出多种有趣的非线性效应，包括同步和自激振荡。当光学环形腔的频率被调谐到非常接近悬挂镜的机械频率时，观察到被动产生的光脉冲。在这个机械锁模过程的阈值处的光功率被发现与光放大器的量子噪声有关。
2020-02-04 physics.optics quant-ph
Barnett effect boosted nonreciprocal entanglement and EPR-steering in magnomechanics in the presence of coherent feedback loop
提出一种混合磁力学系统实验方案，通过调节Barnett效应与分束器反射率，实现了可控的非对称EPR导引、非互易纠缠及多体纠缠，并有效抵御热噪声，具有量子信息应用前景。
2025-07-13 quant-ph
Nonreciprocal single-photon frequency converter via multiple semi-infinite coupled-resonator waveguides
我们提出利用多个半无限耦合谐振腔波导（CRW）构造非互易单光子频率转换器。我们首先证明了一个单光子的频率可以通过两个CRW，这是间接耦合的两个非简并力学模式的光机械相互作用的非相干转换。基于这种非互易性，提出了两种不同的单光子环行器在T形波导中的三个半无限CRW，这是成对耦合的光机相互作用。一个环形器是由两个非简并的机械模式，提出了另一个是由三个非简并的机械模式。通过打破时间反演对称性，诱导了非互易单光子频率转换，得到了非互易频率转换的最佳条件。这些建议可以用来实现非互易频率转换的单光子在任何两个不同的波导具有不同的频率，他们可以允许动态控制的频率转换的方向，通过调整外部驱动激光器的相位，这可能有多方面的应用在混合量子网络。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonreciprocal conversion between radio-frequency and optical photons with an optoelectromechanical system
打破时间反演对称性的非互易系统是现代量子技术中的重要工具，能够抑制不需要的反射信号或通过检测端口进入的外来噪声。在这里，我们提出了一个方案，使光学和射频（rf）光子之间的非互易转换使用专门的光机械和机电相互作用。非互易传输是通过两个不同的中间机械模式建立的两个电磁模式之间的两个耗散传输路径的干涉来获得的。在我们的协议中，我们应用双色驱动的腔模和单音驱动的射频谐振器，并使用驱动音之间的相对相位来获得非互易性。我们表明，完美的非互易转导可以在两个方向上，从光学到射频，反之亦然，在大的协同性的限制。我们还研究了传感器噪声，并表明，机械热噪声总是被反射回隔离端口。在大协同性的限制下，输入噪声反而在允许的方向上以不变的方式传输;特别是在光到射频转换的情况下，输出射频端口中只有真空噪声。
2022-09-08 quant-ph
