論文の概要: Quantum Magnetometer with Dual-Coupling Optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.00433v2
• Date: Thu, 15 Sep 2022 09:16:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-14 23:07:13.392291
• Title: Quantum Magnetometer with Dual-Coupling Optomechanics
• Title（参考訳）: デュアルカップリング光学を用いた量子磁気センサ
• Authors: Gui-Lei Zhu, Jing Liu, Ying Wu, and Xin-You L\"u
• Abstract要約: 双対結合光力学系に基づく実験的に実現可能な磁気センサを提案する。 特定の測定値の感度は、消散の有無で10-17rm T/sqrtHz$に達する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.114575306125545
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: An experimentally feasible magnetometer based on a dual-coupling optomechanical system is proposed, where the radiation-pressure coupling transduces the magnetic signal to the optical phase, and the quadratic optomechanical interaction induces a periodic squeezing effect. The latter not only amplifies the signal to be measured, but also accelerates the signal transducing rate characterized by an experimentally observable phase accumulation efficiency. In the vicinity of opto-mechanical decoupled time, the ultimate bound to the estimability of magnetic signal is proportional to $\exp(-6r)$, and then the optimized accuracy of estimation can be enhanced nearly 3 orders with a controllable squeezing parameter $r<1$. Moreover, our proposal is robust against the mechanical thermal noise, and the sensitivity of a specific measurement can reach to the order of $10^{-17}{\rm T/\sqrt{Hz}}$ in the presence of dissipations and without ground state cooling of mechanical oscillator. Our proposal fundamentally broadens the fields of quantum metrology and cavity optomechanics, with potential application for on-chip magnetic detection with high precision.
• Abstract（参考訳）: 2重結合光機械系に基づく実験的に実現可能な磁力計を提案し, 放射圧結合は磁気信号を光位相に伝達し, 二次光機械相互作用は周期的スクイーズ効果を誘導する。 後者は測定対象の信号を増幅するだけでなく、実験的に観測可能な位相蓄積効率を特徴とする信号伝達率を加速する。 光学メカニカル分解時間付近では、磁気信号の推定可能性への究極のバウンドは$\exp(-6r)$に比例し、最適化された推定精度は制御可能なスクイーズパラメータ$r<1$で約3桁向上することができる。 さらに, 機械的熱雑音に対して頑健であり, 特定の測定値の感度は, 消散の有無, 機械振動子の接地状態冷却の有無で10^{-17}{\rm T/\sqrt{Hz}}$に到達できる。 本提案は, 量子計測とキャビティ光学の分野を根本的に拡大し, 高精度なオンチップ磁気検出への応用の可能性を示した。

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