論文の概要: Quantum optomechanical system in a Mach-Zehnder interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.09011v2
• Date: Thu, 24 Jun 2021 17:39:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 06:28:21.980931
• Title: Quantum optomechanical system in a Mach-Zehnder interferometer
• Title（参考訳）: Mach-Zehnder干渉計における量子光学系
• Authors: Alberto Barchielli and Matteo Gregoratti
• Abstract要約: 我々は、空洞を伴わずに、純粋に量子系の散乱によって励起光が生成されることを示す。 直接検出または差電流のスペクトルを測定することにより、干渉計の出力ポートでスクイーズを検出することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We consider an oscillating micromirror replacing one of the two fixed mirrors of a Mach-Zehnder interferometer. In this ideal optical set-up the quantum oscillator is subjected to the radiation pressure interaction of travelling light waves, no cavity is involved. This configuration shows that squeezed light can be generated by pure scattering on a quantum system, without involving a cavity. The squeezing can be detected at the output ports of the interferometer either by direct detection or by measuring the spectrum of the difference current. We use the Hudson-Parthasarathy equation to model the global evolution. It can describe the scattering of photons and the resulting radiation pressure interaction on the quantum oscillator. It allows to consider also the interaction with a thermal bath. In this way we have a unitary dynamics giving the evolution of oscillator and fields. The Bose fields of quantum stochastic calculus and the related generalized Weyl operators allow to describe the whole optical circuit. By working in the Heisenberg picture, the quantum Langevin equations for position and momentum and the output fields arise, which are used to describe the monitoring in continuous time of the light at the output ports. In the case of strong laser and weak radiation pressure interaction highly non-classical light is produced, and this can be revealed either by direct detection (a negative Mandel Q-parameter is found), either by the intensity spectrum of the difference current of two photodetector; in the second case a nearly complete cancellation of the shot noise can be reached. In this last case it appears that the Mach-Zehnder configuration together with the detection of the difference current corresponds to an homodyne detection scheme, so that we can say that the apparatus is measuring the spectrum of squeezing.
• Abstract（参考訳）: 我々は、マッハツェンダー干渉計の2つの固定鏡のうちの1つを置き換える振動するマイクロミラーを考える。 この理想的な光学セットアップでは、量子発振器は進行する光波の放射圧相互作用を受けており、空洞は関与しない。 この構成は、圧縮された光は、空洞を伴わずに純粋に量子系の散乱によって生成できることを示している。 直接検出または差電流のスペクトルを測定することにより、干渉計の出力ポートでスクイーズを検出することができる。 地球規模の進化のモデル化にはhudson-parthasarathy方程式を用いる。 量子振動子上の光子の散乱と放射圧相互作用を記述することができる。 熱浴との相互作用も考慮できる。 このようにして、発振器とフィールドの進化を与えるユニタリダイナミクスが存在する。 量子確率計算のボース場と関連する一般化ワイル作用素は、光回路全体を記述することができる。 ハイゼンベルク図で研究することで、位置と運動量と出力場に対する量子ランジュバン方程式が生まれ、これは出力ポートにおける光の連続時間におけるモニタリングを記述するために使われる。 強いレーザーと弱い放射圧相互作用が極めて非古典的な光を発生させる場合には、2つの光検出器の差電流の強度スペクトルによって直接検出(負のマンデルqパラメータが検出される)するか、あるいは2つ目のケースではショットノイズのほぼ完全にキャンセルされる。 この最後のケースでは、差電流の検出と共にマッハ・ゼーダー構成がホモダイン検出スキームに対応しているように見えるので、装置がスクイーズスペクトルを計測していると言える。

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