論文の概要: Quantum Optical Response of a Hybrid Optomechanical Device embedded with
a Qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.04134v1
- Date: Sun, 7 Jun 2020 12:15:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-16 09:06:08.046511
- Title: Quantum Optical Response of a Hybrid Optomechanical Device embedded with
a Qubit
- Title（参考訳）: 量子ビットを内蔵したハイブリッド光機械デバイスの量子光学応答
- Authors: Sabur A. Barbhuiya and Aranya B Bhattacherjee
- Abstract要約: 2つの光結合マイクロキャビティからなるハイブリッド量子光学系における光応答について検討する。
システムパラメータを適切に調整することにより、コヒーレント完全伝送(CPT)、コヒーレント完全合成(CPS)、光誘起吸収(OMIA)を生成することができる。
- 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: We theoretically investigate the optical response in a hybrid quantum
optomechanical system consisting of two optically coupled micro-cavities in
which a two-level system (qubit) is embedded on a movable membrane. The qubit
can either be a defect which interacts with the mechanical oscillator via the
linear Jaynes-Cummings interaction or a superconducting charge qubit coupled
with the mechanical mode via nonlinear interaction. We find that coherent
perfect transmission (CPT), coherent perfect synthesis (CPS) and
optomechanically induced absorption (OMIA) can be generated by suitably
adjusting the system parameters. We find that the qubit and its interaction
with the mechanical oscillator emerges as a new handle to control these quantum
optical properties. The presence of the qubit results in four points where CPT
and CPS can be realized compared to the pure optomechanical case (i.e. in the
absence of qubit) where only three points are attained. This shows that the
presence of the qubit gives us more flexibility in choosing the appropriate
parameter regime where CPT and CPS can be attained and controlled. We also find
that OMIA shows three distinct peaks both in the linear and nonlinear cases. In
the absence of the qubit, OMIA is converted to optomechanically induced
transmission (OMIT). An increase in in the qubit decay rate also shows a
transition from OMIA to OMIT. Our study reveals that the optical response of
the nonlinear case is relatively rapid (more sensitive) compared to the linear
case to changes in the system parameters. This demonstrates the potential use
of this hybrid system in designing tunable all-optical-switch and photon-router
both of which forms an important element of a quantum information network.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,2レベル系(量子ビット)を可動膜上に埋め込んだ2つの光結合マイクロキャビティからなるハイブリッド量子光学系の光応答を理論的に検討する。
量子ビットは、線形Jaynes-Cummings相互作用を介して機械振動子と相互作用する欠陥または非線形相互作用を介して機械モードと結合する超伝導電荷量子ビットである。
システムパラメータを適切に調整することにより、コヒーレント完全伝送(CPT)、コヒーレント完全合成(CPS)、光誘起吸収(OMIA)を生成することができる。
量子ビットと機械振動子との相互作用は、これらの量子光学特性を制御する新しいハンドルとして現れる。
キュービットの存在は、CPT と CPS が実現可能な4つの点(すなわち、キュービットが存在しない場合)で、純粋に3つの点しか達成できない場合と比較できる。
このことは、キュービットの存在によって、CPTとCPSの達成と制御が可能な適切なパラメータ構造を選択する際の柔軟性が向上することを示している。
また,線形および非線形の場合においてもOMIAは3つの異なるピークを示す。
量子ビットがない場合、OMIAはオプトメカニカル・トランスミッション(OMIT)に変換される。
クォービット崩壊率の増加は、OMIAからOMITへの移行を示す。
本研究は,非線形の場合の光学応答が,系のパラメータの変化に対する線形の場合と比較して比較的高速(感度が高い)ことを明らかにする。
これは、量子情報ネットワークの重要な要素を形成する波長可変全光スイッチとフォトンルーターの設計において、このハイブリッドシステムの潜在的な利用を示す。
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