論文の概要: Nonclassical energy squeezing of a macroscopic mechanical oscillator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.04260v2
- Date: Wed, 5 Aug 2020 17:31:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-20 19:57:07.315232
- Title: Nonclassical energy squeezing of a macroscopic mechanical oscillator
- Title（参考訳）: マクロメカニカル発振器の非古典的エネルギースクイーズ
- Authors: Xizheng Ma, Jeremie J. Viennot, Shlomi Kotler, John D. Teufel, Konrad
W. Lehnert
- Abstract要約: 我々は、クーパー対箱量子ビットのエネルギーレベルへの運動を二次的に結合することで、古典的でない状態を生成する。
2次結合の顕著な特徴は、量子ビット遷移による機械振動子の反動である。
- 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: Optomechanics and electromechanics have made it possible to prepare
macroscopic mechanical oscillators in their quantum ground states, in
quadrature squeezed states, and in entangled states of motion. In addition to
coaxing ever larger and more tangible objects into a regime of quantum
behavior, this new capability has encouraged ideas of using mechanical
oscillators in the processing and communication of quantum information and as
precision force sensors operating beyond the standard quantum limit. But the
effectively linear interaction between motion and light or electricity
precludes access to the broader class of quantum states of motion, such as cat
states or energy squeezed states. Indeed, early optomechanical proposals noted
the possibility to escape this restriction by creating strong quadratic
coupling of motion to light. Although there have been experimental
demonstrations of quadratically coupled optomechanical systems, these have not
yet accessed nonclassical states of motion. Here we create nonclassical states
by quadratically coupling motion to the energy levels of a Cooper-pair box
(CPB) qubit. By monitoring the qubit's transition frequency, we detect the
oscillator's phonon distribution rather than its position. Through microwave
frequency drives that change both the state of the oscillator and qubit, we
then dissipatively stabilize the oscillator in a state with a large mean phonon
number of 43 and sub-Poissonian number fluctuations of approximately 3. In this
energy squeezed state we observe a striking feature of the quadratic coupling:
the recoil of the mechanical oscillator caused by qubit transitions, closely
analogous to the vibronic transitions in molecules.
- Abstract（参考訳）: 光メカニクスと電気機械学により、量子基底状態、四次スクイズド状態、運動の絡み合った状態において、マクロな機械振動子を作成できるようになった。
より大きく、より具現化された物体を量子的行動の仕組みにまとめることに加えて、この新しい能力は、量子情報の処理と通信に機械振動子を使うというアイデアを奨励し、標準量子限界を超える精度の力センサーとして利用した。
しかし、運動と光や電気の効果的な線形相互作用は、猫の状態やエネルギーを絞った状態のようなより広い種類の運動状態へのアクセスを妨げる。
実際、初期のオプティメカルな提案では、光への運動の強い二次結合を作り出すことによって、この制限から逃れる可能性を指摘した。
二次結合光力学系の実験的実証は行われてきたが、それらはまだ非古典的運動状態にアクセスできていない。
ここでは、クーパーペアボックス(cpb)キュービットのエネルギー準位に2次的に運動を結合することで、非古典的状態を作る。
量子ビットの遷移周波数をモニタリングすることにより、振動子のフォノン分布をその位置ではなく検出する。
発振器と量子ビットの両方の状態を変化させるマイクロ波の周波数駆動により、平均フォノン数43とサブポアソニアン数約3の大きい状態において、発振器を散逸的に安定化させる。
このエネルギー収縮状態において、2次結合の顕著な特徴は、量子ビット遷移によって引き起こされる機械振動子の反動であり、分子のビブロニック遷移と類似している。
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