論文の概要: Unconditional mechanical squeezing via back-action evading measurements
and non-optimal feedback control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.15221v3
- Date: Wed, 24 Feb 2021 15:53:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-18 07:48:30.465241
- Title: Unconditional mechanical squeezing via back-action evading measurements
and non-optimal feedback control
- Title（参考訳）: バックアクション回避測定と非最適フィードバック制御による無条件機械スクイーズ
- Authors: Antonio Di Giovanni, Matteo Brunelli, Marco G. Genoni
- Abstract要約: 光学系における機械的スクイーズの決定論的操作を実現するためにフィードバック制御を適用した。
本研究では,フィードバックループによって付加されるノイズを解消し,最適な性能が得られることを示す。
我々の分析は、最先端の光学デバイスにおける超感度測定と量子状態工学の直接的な関連性である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Backaction-evading (BAE) measurements of a mechanical resonator, by
continuously monitoring a single quadrature of motion, can achieve precision
below the zero-point uncertainty. When this happens, the measurement leaves the
resonator in a quantum squeezed state. The squeezed state so generated is
however conditional on the measurement outcomes, while for most applications it
is desirable to have a deterministic, i.e., unconditional, squeezed state with
the desired properties. In this work we apply feedback control to achieve
deterministic manipulation of mechanical squeezing in an optomechanical system
subject to a continuous BAE measurement. We study in details two strategies,
direct (Markovian) and state-based (Bayesian) feedback. We show that both are
capable to achieve optimal performances, i.e., a vanishing noise added by the
feedback loop. Moreover, even when the feedback is restricted to be a
time-varying mechanical force (experimentally friendly scenario) and an
imperfect BAE regime is considered, the ensuing non-optimal feedback may still
obtain significant amount of squeezing. In particular, we show that Bayesian
feedback control is nearly optimal for a wide range of sideband resolution. Our
analysis is of direct relevance for ultra-sensitive measurements and quantum
state engineering in state-of-the-art optomechanical devices.
- Abstract（参考訳）: メカニカル共振器のバックアクションエバディング(bae)測定は、単一の2次運動を連続的に監視することで、ゼロ点の不確かさ以下の精度を達成することができる。
これが起こると、測定は共振器を量子的に絞った状態で残す。
しかし、生成したスクイーズ状態は測定結果に基づいて条件付けされるが、ほとんどの応用では、決定論的、すなわち、所望の性質を持つ非条件スクイーズ状態を持つことが望ましい。
本研究では,連続的なbae計測を行う光機械システムにおいて,機械スクイーズを決定論的に操作するためにフィードバック制御を適用する。
直接(マルコフ)と状態ベース(バイーシアン)の2つの戦略を詳細に検討する。
その結果, フィードバックループに付加されたノイズの消失など, 両者が最適性能を達成できることがわかった。
また、フィードバックが時間的な機械的力(実験的にフレンドリーなシナリオ)に制限され、不完全なbaeレジームが考慮されている場合でも、続く非最適フィードバックは依然としてかなりのスクイーズを得ることができる。
特に、ベイズフィードバック制御は、幅広いサイドバンド分解能に対してほぼ最適であることを示す。
本分析は,最先端光機械デバイスにおける超高感度計測と量子状態工学に直接的な関連性を示す。
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