論文の概要: Enhanced weak force sensing based on atom-based coherent quantum noise cancellation in a hybrid cavity optomechanical system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.01678v2
• Date: Mon, 7 Mar 2022 02:52:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 05:42:16.142694
• Title: Enhanced weak force sensing based on atom-based coherent quantum noise cancellation in a hybrid cavity optomechanical system
• Title（参考訳）: ハイブリッドキャビティ光機械システムにおける原子ベースコヒーレント量子ノイズキャンセリングに基づく弱力センシングの強化
• Authors: S.K. Singh, M. Mazaheri, Jia-Xin Peng, M. Asjad, Mohammad Khalid
• Abstract要約: ハイブリッドキャビティ光力学系におけるコヒーレント量子ノイズキャンセリング(CQNC)方式に基づく弱い力センシングについて理論的に検討する。 提案システムでは,OPAパラメータの適切な選択により,すべての周波数でバックアクションノイズを完全に除去することができ,低周波数でノイズスペクトル密度を低減できる。
• 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: We theoretically investigate the weak force-sensing based on coherent quantum noise cancellation (CQNC) scheme in a hybrid cavity optomechanical system containing a trapped ensemble of ultracold atoms and an optical parametric amplifier (OPA). In our proposed system the back action noise can be completely eliminated at all frequencies as well as through the proper choice of the OPA parameters noise spectral density can be also reduced at lower frequencies. This leads to the significant enhancement in the weak force sensing and also surpasses the standard quantum limit (SQL) even for small input power at lower detection frequency. Our study can be used for the realization of force sensor based on hybrid cavity optomechanical systems and for coherent quantum control in macroscopic systems.
• Abstract（参考訳）: 超低温原子の閉じ込められたアンサンブルと光パラメトリック増幅器(OPA)を含むハイブリッド空洞光学系におけるコヒーレント量子ノイズキャンセリング(CQNC)方式に基づく弱い力センシングを理論的に検討する。 提案システムでは,OPAパラメータの適切な選択により,すべての周波数でバックアクションノイズを完全に除去することができ,低周波数でノイズスペクトル密度を低減できる。 これにより弱い力のセンシングが大幅に向上し、検出周波数の低い小さな入力電力でも標準量子限界(SQL)を超える。 本研究は,ハイブリッドキャビティ光力学系に基づく力センサの実現と,マクロシステムにおけるコヒーレント量子制御に利用することができる。

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