論文の概要: Trajectories without quantum uncertainties in composite systems with
disparate energy spectra
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.02697v2
- Date: Wed, 23 Feb 2022 09:28:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 04:48:46.061077
- Title: Trajectories without quantum uncertainties in composite systems with
disparate energy spectra
- Title（参考訳）: 異種エネルギースペクトルを有する複合系における量子不確かさのない軌道
- Authors: Emil Zeuthen and Eugene S. Polzik and Farid Ya. Khalili
- Abstract要約: 測定によって引き起こされる量子バックアクションは、工学的な量子力学のない部分空間によって複合システムにおいて排除することができる。
この概念の実用性は、関心の系と負の質量参照系の共鳴周波数の近接要件によって制限されている。
本稿では、運転場の周期的変調を用いて、これらの制限を克服する一般的なアプローチを提案する。
- 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: It is well established that measurement-induced quantum back action (QBA) can
be eliminated in composite systems by engineering so-called
quantum-mechanics-free subspaces (QMFSs) of commuting variables, leading to a
trajectory of a quantum system without quantum uncertainties. This situation
can be realized in a composite system that includes a negative-mass subsystem,
which can be implemented by, e.g., a polarized spin ensemble or a
two-tone-driven optomechanical system. The realization of a trajectory without
quantum uncertainties implies entanglement between the subsystems, and allows
for measurements of motion, fields and forces with, in principle, unlimited
precision. To date, these principles have been developed theoretically and
demonstrated experimentally for a number of composite systems. However, the
utility of the concept has been limited by the dominating requirement of close
proximity of the resonance frequencies of the system of interest and the
negative-mass reference system, and by the need to embed the subsystems in a
narrowband cavity, which could be problematic while at the same time achieving
good overcoupling. Here we propose a general approach which overcomes these
limitations by employing periodic modulation of the driving fields (e.g.,
two-tone driving) in combination with coherent or measurement-based anti-noise
paths. This approach makes it possible to engineer a QMFS of two systems with
vastly different spectra and with arbitrary signs of their masses, while
dispensing with the need to embed the subsystems in a sideband-resolving
cavity. We discuss the advantages of this novel approach for applications such
as QBA evasion in gravitational wave detection, force sensing, and entanglement
generation between disparate systems.
- Abstract（参考訳）: 可換変数の量子メカニクスフリー部分空間(qmfss)と呼ばれる工学的手法により、複合系において測定誘起量子バックアクション(qba)が排除され、量子不確かさのない量子系の軌道に繋がる。
この状況は、例えば偏極スピンアンサンブルや2音駆動光機械システムによって実装できる負質量サブシステムを含む複合システムで実現することができる。
量子の不確かさのない軌道の実現は、サブシステム間の絡み合いを意味し、運動、場、力の測定を原則として無限の精度で行える。
これまでこれらの原理は理論的に開発され、多くの複合システムで実験的に実証されてきた。
しかし、この概念の実用性は、関心の系と負の質量参照系の共鳴周波数に近接する支配的な要件と、そのサブシステムを狭い帯域の空洞に埋め込む必要性によって制限されている。
本稿では、コヒーレントまたは測定に基づくアンチノイズ経路と組み合わせて、運転場(例えば2音駆動)の周期的変調を用いて、これらの制限を克服する一般的なアプローチを提案する。
このアプローチにより、サブシステムをサイドバンド解決キャビティに埋め込む必要がなく、非常に異なるスペクトルを持ち、質量の任意の兆候を持つ2つのシステムのQMFSを設計することができる。
本稿では, 重力波検出, 力センシング, 異種システム間の絡み合い発生におけるQBA回避などの応用に対する, この新しいアプローチの利点について論じる。
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