論文の概要: Verification of conditional mechanical squeezing for a mg-scale pendulum near quantum regimes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.10848v5
• Date: Wed, 15 Nov 2023 06:09:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-16 21:41:32.578303
• Title: Verification of conditional mechanical squeezing for a mg-scale pendulum near quantum regimes
• Title（参考訳）: 量子状態近傍のmgスケール振り子に対する条件付きメカニカルスクイージングの検証
• Authors: Jordy G. Santiago-Condori, Naoki Yamamoto, and Nobuyuki Matsumoto
• Abstract要約: 量子力学では、測定は量子状態を作成するために用いられる。 mgスケールの懸濁鏡の量子状態近傍での条件付き機械的スクイーズを実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.39102514525861415
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In quantum mechanics, measurement can be used to prepare a quantum state. This principle is applicable even for macroscopic objects, which may enable us to see classical-quantum transition. Here, we demonstrate conditional mechanical squeezing of a mg-scale suspended mirror (i.e. the center-of-mass mode of a pendulum) near quantum regimes, through continuous linear position measurement and quantum state prediction. The experiment involved the pendulum interacting with photon coherent fields in a detuned optical cavity, which creates an optical spring. Futhermore, the detuned cavity allows us to perform linear position measurement by direct photo-detection of the reflected light. We experimentally verify the conditional squeezing using the theory combining prediction and retrodiction based on the causal and anti-causal filters. As a result, the standard deviation of position and momentum are respectively given by 36 times the zero-point amplitude of position $q_{\rm zpf}$ and 89 times the zero-point amplitude of momentum $p_{\rm zpf}$. The squeezing level achieved is about 5 times closer to the zero-point motion, despite that the mass of the mechanical oscillator is approximately 7 orders of magnitude greater, compared to the previous study. Thus, our demonstration is the first step towards quantum control for massive objects whose mass-scale is high enough to measure gravitational interactions. Such quantum control will pave the way to test quantum mechanics using the center-of-mass mode of massive objects.
• Abstract（参考訳）: 量子力学では、測定は量子状態の準備に使うことができる。 この原理は、古典量子遷移を見ることができるような巨視的な物体でも適用できる。 ここでは,連続線形位置測定と量子状態予測により,量子系近傍におけるmgスケール懸濁鏡(すなわち振子の中心質量モード)の条件付き機械スクイーズを実演する。 この実験では、光子コヒーレント場と相互作用する振子をデチューンした光学キャビティに配置し、光バネを生成する。 さらに, 共振キャビティにより, 反射光の直接光検出による直線位置測定が可能となった。 因果フィルタと反コーサルフィルタに基づく予測と再帰を組み合わせた理論を用いて条件付きスクイーズを実験的に検証した。 その結果、位置と運動量の標準偏差はそれぞれ、位置の0点振幅$q_{\rm zpf}$の36倍と運動量の0点振幅$p_{\rm zpf}$の89倍で与えられる。 機械振動子の質量は以前の研究に比べて約7桁大きいにもかかわらず、スクイージングレベルはゼロ点運動の約5倍である。 したがって、重力相互作用を測定するのに十分な質量スケールの質量を持つ物体の量子制御への第一歩となる。 このような量子制御は、質量中心モードを用いた量子力学のテストの道を開く。

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