論文の概要: Single-photon cooling in microwave magneto-mechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/1912.05489v2
• Date: Tue, 25 Apr 2023 13:08:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 04:19:05.429265
• Title: Single-photon cooling in microwave magneto-mechanics
• Title（参考訳）: マイクロ波磁気力学における単一光子冷却
• Authors: D. Zoepfl, M. L. Juan, C. M. F. Schneider, G. Kirchmair
• Abstract要約: マイクロ波空洞に機械共振器を磁気的に結合する新しい手法を示す。 このような強い相互作用により、巨大な機械共振器を定常的なフォノンの3分の1に冷却することができる。 私たちのアプローチは、量子センサやマイクロ波から光トランスデューサにも適しています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cavity optomechanics, where photons are coupled to mechanical motion, provides the tools to control mechanical motion near the fundamental quantum limits. Reaching single-photon strong coupling would allow to prepare the mechanical resonator in non-Gaussian quantum states. Preparing massive mechanical resonators in such states is of particular interest for testing the boundaries of quantum mechanics. This goal remains however challenging due to the small optomechanical couplings usually achieved with massive devices. Here we demonstrate a novel approach where a mechanical resonator is magnetically coupled to a microwave cavity. We measure a single-photon coupling of $g_0/2 \pi \sim 3$ kHz, an improvement of one order of magnitude over current microwave optomechanical systems. At this coupling we measure a large single-photon cooperativity with $C_0 \gtrsim 10$, an important step to reach single-photon strong coupling. Such a strong interaction allows us to cool the massive mechanical resonator to a third of its steady state phonon population with less than two photons in the microwave cavity. Beyond tests for quantum foundations, our approach is also well suited as a quantum sensor or a microwave to optical transducer.
• Abstract（参考訳）: 光子を機械的運動に結合するキャビティ光学は、基本的な量子限界付近で機械的運動を制御するツールを提供する。 単一光子強いカップリングは、非ガウス量子状態における機械共振器の準備を可能にする。 このような状態における巨大な機械共振器の調製は、量子力学の境界をテストする上で特に興味深い。 しかし、この目標は、通常大規模な装置で達成される小さな光機械的カップリングのため、依然として困難である。 ここではマイクロ波空洞に機械共振器を磁気的に結合する新しい手法を示す。 g_0/2 \pi \sim 3$ khzの単光子カップリングを計測し、現在のマイクロ波光機械システムよりも1桁大きくなった。 この結合において、我々は1光子強結合に達する重要なステップである$c_0 \gtrsim 10$の大きい1光子協調性を測定する。 このような強い相互作用により、マイクロ波空洞に2光子未満の定常フォノン集団の3分の1に機械共振器を冷却することができる。 量子基盤のテスト以外にも、我々のアプローチは量子センサーやマイクロ波から光トランスデューサにも適しています。

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