論文の概要: Domino cooling of a coupled mechanical-resonator chain via cold-damping feedback

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.12665v2
• Date: Mon, 6 Sep 2021 11:47:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-19 19:48:28.070689
• Title: Domino cooling of a coupled mechanical-resonator chain via cold-damping feedback
• Title（参考訳）: 低温減衰フィードバックによるメカニカル共振子結合鎖のドミノ冷却
• Authors: Deng-Gao Lai, Jian Huang, Bang-Pin Hou, Franco Nori, and Jie-Qiao Liao
• Abstract要約: メカニカル共振器チェーンの同時冷却を実現するドミノ冷却法を提案する。 これらの機械共振器の有効感度,雑音スペクトル,終平均フォノン数,冷却速度の解析結果を得た。 この研究は、バッドキャビティ系における複数のメカニカル共振器の量子操作への道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2648323929212446
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a domino-cooling method to realize simultaneous ground-state cooling of a coupled mechanical-resonator chain through an optomechanical cavity working in the unresolved-sideband regime. This domino-effect cooling is realized by combining the cold-damping feedback on the first mechanical resonator with nearest-neighbor couplings between other neighboring mechanical resonators. We obtain analytical results for the effective susceptibilities, noise spectra, final mean phonon numbers, and cooling rates of these mechanical resonators, and find the optimal-cooling condition for these resonators. Particularly, we analyze a two-mechanical-resonator case and find that by appropriately engineering either the laser power or the feedback, a flexible switch between symmetric and asymmetric ground-state cooling can be achieved. This could be used for preparing symmetric quantum states in mechanical systems. We also simulate the cooling performance of a coupled $N$-mechanical-resonator chain and confirm that these resonators can be simultaneously cooled to their quantum ground states in the unresolved-sideband regime. Under proper parameter conditions, the cooling of the mechanical-resonator chain shows a temperature gradient along the chain. This study opens a route to quantum manipulation of multiple mechanical resonators in the bad-cavity regime.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,非解決サイドバンド状態で動作する光機械的キャビティを介して,結合メカニカル共振器チェーンの同時地上冷却を実現するドミノ冷却法を提案する。 このドミノ効果冷却は、第1メカニカル共振器のコールドダンピングフィードバックと、他の隣接メカニカル共振器間の近距離結合とを組み合わせることで実現される。 これらの機械共振器の有効感度,雑音スペクトル,最終平均フォノン数,冷却速度の解析結果を求め,これらの共振器の最適冷却条件を求める。 特に,2機械共振器の場合を分析し,レーザパワーとフィードバックの両方を適切に設計することで,対称と非対称の地中冷却を柔軟に切り替えることができることを見出した。 これは、機械系の対称量子状態の準備に使用できる。 また、結合した$N$メカニカル共振器チェーンの冷却性能をシミュレートし、これらの共振器を未解決サイドバンド状態の量子基底状態に同時に冷却できることを確認する。 適切なパラメータ条件下では、機械共振器鎖の冷却は鎖に沿って温度勾配を示す。 この研究は、バッドキャビティ系における複数のメカニカル共振器の量子操作への道を開く。

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