論文の概要: Optimal non-classical correlations of light with a levitated nano-sphere
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.15050v2
- Date: Fri, 2 Oct 2020 17:21:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-12 11:42:40.181526
- Title: Optimal non-classical correlations of light with a levitated nano-sphere
- Title（参考訳）: 浮揚ナノ球と光の最適非古典的相関
- Authors: Alexander Pitchford, Andrey A. Rakhubovsky, Rick Mukherjee, Darren W.
Moore, Fr\'ed\'eric Sauvage, Daniel Burgarth, Radim Filip, and Florian
Mintert
- Abstract要約: 非古典的相関は、量子技術における多くの応用のためのリソースを提供する。
光学系は、力学と進行する光のモードの間の量子絡み合いを生成するように配置することができる。
このようなシステムにおける量子相関生成の自動最適化を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.7576911714538
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Nonclassical correlations provide a resource for many applications in quantum
technology as well as providing strong evidence that a system is indeed
operating in the quantum regime. Optomechanical systems can be arranged to
generate quantum entanglement between the mechanics and a mode of travelling
light. Here we propose automated optimisation of the production of quantum
correlations in such a system, beyond what can be achieved through analytical
methods, by applying Bayesian optimisation to the control parameters. Two-mode
optomechanical squeezing experiment is simulated using a detailed theoretical
model of the system, while the Bayesian optimisation process modifies the
controllable parameters in order to maximise the non-classical two-mode
squeezing and its detection, independently of the inner workings of the model.
The Bayesian optimisation treats the simulations or the experiments as a black
box. This we refer to as \emph{theory-blind} optimisation, and the optimisation
process is designed to be unaware of whether it is working with a simulation or
the actual experimental setup. We find that in the experimentally relevant
thermal regimes, the ability to vary and optimise a broad array of control
parameters provides access to large values of two-mode squeezing that would
otherwise be difficult or intractable to discover. In particular we observe
that modulation of the driving frequency around the resonant sideband, when
added to the set of control parameters, produces strong nonclassical
correlations greater on average than the maximum achieved by optimising over
the remaining parameters. We also find that using our optimisation approach
raises the upper limit to the thermal regime in which squeezing can be
achieved. This extends the range of experimental setups in which non-classical
correlations could be generated beyond the region of high quantum
cooperativity.
- Abstract（参考訳）: 非古典的相関は、量子技術における多くの応用にリソースを提供し、システムが実際に量子構造で動作しているという強い証拠を提供する。
光学系は、力学と移動光のモードの間の量子絡み合いを生成するように配置することができる。
本稿では, 制御パラメータにベイズ最適化を適用することにより, 解析手法によって達成できることを超えて, このようなシステムにおける量子相関生成の自動最適化を提案する。
2モード光機械スクイージング実験はシステムの詳細な理論モデルを用いてシミュレーションされ、ベイズ最適化プロセスは、モデルの内部動作とは独立に、非古典的2モードスクイージングとその検出を最大化するために制御可能なパラメータを変更する。
ベイズ最適化はシミュレーションや実験をブラックボックスとして扱う。
これは \emph{theory-blind} 最適化と呼ばれ、最適化プロセスはシミュレーションや実際の実験的なセットアップを意識しないように設計されている。
実験的に関係した熱状態において、幅広い制御パラメータの変動と最適化の能力は、2モードのスクイージングの大きな値にアクセスでき、それ以外は発見が困難で難易度が高い。
特に、共振側帯域周辺の駆動周波数の変調は、制御パラメータのセットに追加されると、残りのパラメータを最適化することで得られる最大値よりも強い非古典的相関が生じる。
また, 最適化手法を用いることで, スクイーズを行う熱状態に上限が与えられることも確認できた。
これは、非古典的相関を高い量子協力性領域を超えて生成できる実験的なセットアップの範囲を広げる。
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