論文の概要: Nonstationary force sensing under dissipative mechanical quantum squeezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.13051v2
• Date: Sun, 8 Nov 2020 23:15:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 04:46:54.010547
• Title: Nonstationary force sensing under dissipative mechanical quantum squeezing
• Title（参考訳）: 消散性量子スクイーズによる非定常力センシング
• Authors: D. N. Bernal-Garc\'ia, H. Vinck-Posada, M. J. Woolley
• Abstract要約: 線形スペクトル測定の感度を定量化するために,信号対雑音比に基づく理論的枠組みを開発する。 定常的な力感知を考慮し、付加的な力雑音を最小限に抑えるために必要な条件について検討する。 入力コヒーレント場の振幅を操作することにより、インプレクションノイズとバックアクションノイズを任意に抑制できることがわかった。
• 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 study the stationary and nonstationary measurement of a classical force driving a mechanical oscillator coupled to an electromagnetic cavity under two-tone driving. For this purpose, we develop a theoretical framework based on the signal-to-noise ratio to quantify the sensitivity of linear spectral measurements. Then, we consider stationary force sensing and study the necessary conditions to minimise the added force noise. We find that imprecision noise and back-action noise can be arbitrarily suppressed by manipulating the amplitudes of the input coherent fields, however, the force noise power spectral density cannot be reduced below the level of thermal fluctuations. Therefore, we consider a nonstationary protocol that involves non-thermal dissipative state preparation followed by a finite time measurement, which allows one to perform measurements with a signal-to-noise much greater than the maximum possible in a stationary measurement scenario. We analyse two different measurement schemes in the nonstationary transient regime, a back-action evading measurement, which implies modifying the drive asymmetry configuration upon arrival of the force, and a nonstationary measurement that leaves the drive asymmetry configuration unchanged. Conditions for optimal force noise sensitivity are determined, and the corresponding force noise power spectral densities are calculated.
• Abstract（参考訳）: 機械振動子を駆動する古典的力の2音駆動下での静電・非定常測定について検討した。 本研究では,線形スペクトル測定の感度を定量化するために,信号対雑音比に基づく理論的枠組みを開発する。 そこで, 定在力センシングを行い, 付加力ノイズを最小限に抑えるために必要な条件について検討する。 入力コヒーレント場の振幅を操作すれば、不規則ノイズやバックアクションノイズを任意に抑制できるが、熱揺らぎのレベル以下では力雑音のスペクトル密度を減少させることはできない。 そこで本稿では,非熱散逸状態調製と有限時間測定を併用した非定常プロトコルについて考察する。 非定常過渡状態における2つの異なる測定スキーム、力の到来時に駆動非対称性の配置を変更することを含むバックアクション回避測定、駆動非対称性の配置を変更しない非定常測定について分析した。 最適な力音感度の条件を決定し、対応する力音パワースペクトル密度を算出する。

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