論文の概要: Optimal non-classical correlations of light with a levitated nano-sphere
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.15050v3
- Date: Wed, 4 Sep 2024 10:29:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-07 07:35:31.116250
- Title: Optimal non-classical correlations of light with a levitated nano-sphere
- Title（参考訳）: 浮遊ナノ球による光の最適非古典的相関
- Authors: Alexander Pitchford, Andrey A. Rakhubovsky, Rick Mukherjee, Darren W. Moore, Frédéric Sauvage, Daniel Burgarth, Radim Filip, 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。
オプトメカニカルシステムは、メカニカルモードと移動光モードの間の非古典的相関を生成することができる。
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）: 34.82692226532414
- 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 nonclassical correlations (such as quantum entanglement) between the mechanical mode and a mode of travelling light. Here we propose automated optimization of the production of quantum correlations in such a system, beyond what can be achieved through analytical methods, by applying Bayesian optimization to the control parameters. A two-mode optomechanical squeezing experiment is simulated using a detailed theoretical model of the system and the measurable outputs fed to the Bayesian optimization process. This then modifies the controllable parameters in order to maximize the non-classical two-mode squeezing and its detection, independently of the inner workings of the model. We focus on a levitated nano-sphere system, but the techniques described are broadly applicable in optomechanical experiments, and also more widely, especially where no detailed theoretical treatment is available. We find that in the experimentally relevant thermal regimes, the ability to vary and optimize a broad array of control parameters provides access to large values of two-mode squeezing that would otherwise be difficult or intractable to discover via analytical or trial and error methods. In particular we observe that modulation of the driving frequency around the resonant sideband allows for stronger nonclassical correlations. We also observe that our optimization approach finds parameters that allow significant squeezing in the high temperature regime. 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のためのリソースを提供するとともに、システムが実際に量子状態で動いているという強い証拠を提供する。
光学系は、機械モードと移動光モードの間の非古典的相関(量子絡み合いなど)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、解析的手法によって達成できることを超えて、そ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モードの光学的スキーズ実験は、システムの詳細な理論モデルとベイズ最適化プロセスに供給される測定可能な出力を用いてシミュレーションされる。
これにより、制御可能なパラメータを変更して、モデルの内部動作とは独立に、非古典的な2モードのスクイーズと検出を最大化する。
ナノスフィアシステムに焦点をあてるが、その技術は光学実験に広く応用でき、特に詳細な理論的な処理ができない場合にも広く応用できる。
実験的に関連する熱状態において、広範囲の制御パラメータを変更・最適化する能力は、2モードのスクイージングの大きな値にアクセスでき、それ以外は解析的または試行錯誤法によって発見することが困難または困難である。
特に、共振側バンド周辺での駆動周波数の変調は、より強い非古典的相関をもたらすことを観察する。
また, この最適化手法は, 高温条件下での相当なスチーズを許容するパラメータを見出すことができる。
これは、古典的でない相関が高量子協調性の領域を超えて生成される実験的な設定の範囲を広げる。
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