論文の概要: Quadrature nonreciprocity: unidirectional bosonic transmission without
breaking time-reversal symmetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.08523v2
- Date: Tue, 18 Apr 2023 03:21:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 18:40:20.583870
- Title: Quadrature nonreciprocity: unidirectional bosonic transmission without
breaking time-reversal symmetry
- Title（参考訳）: 二次非相反性:時間反転対称性を破らない一方向ボソニック伝送
- Authors: Clara C. Wanjura, Jesse J. Slim, Javier del Pino, Matteo Brunelli,
Ewold Verhagen, Andreas Nunnenkamp
- Abstract要約: 時間反転対称ハミルトニアンを持つ系における非相互性の概念を一方向ボソニック輸送へ拡張する。
標準の非相互性とは対照的に、この一方向輸送は、モードが外部参照位相に関して解決されたときに現れる。
我々の研究は、ボゾン系における信号ルーティングと量子制限増幅のための新しい道を開く。
- 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: Nonreciprocity means that the transmission of a signal depends on its
direction of propagation. Despite vastly different platforms and underlying
working principles, the realisations of nonreciprocal transport in linear,
time-independent systems rely on Aharonov-Bohm interference among several
pathways and require breaking time-reversal symmetry. Here we extend the notion
of nonreciprocity to unidirectional bosonic transport in systems with a
time-reversal symmetric Hamiltonian by exploiting interference between
beamsplitter (excitation preserving) and two-mode-squeezing (excitation
non-preserving) interactions. In contrast to standard nonreciprocity, this
unidirectional transport manifests when the mode quadratures are resolved with
respect to an external reference phase. Hence we dub this phenomenon quadrature
nonreciprocity. First, we experimentally demonstrate it in the minimal system
of two coupled nanomechanical modes orchestrated by optomechanical
interactions. Next, we develop a theoretical framework to characterise the
class of networks exhibiting quadrature nonreciprocity based on features of
their particle-hole graphs. In addition to unidirectionality, these networks
can exhibit an even-odd pairing between collective quadratures, which we
confirm experimentally in a four-mode system, and an exponential end-to-end
gain in the case of arrays of cavities. Our work opens up new avenues for
signal routing and quantum-limited amplification in bosonic systems.
- Abstract（参考訳）: 非相反性とは、信号の伝達が伝播の方向に依存することを意味する。
非常に異なるプラットフォームと基礎となる作業原理にもかかわらず、線形で時間に依存しないシステムにおける非相互輸送の実現は、いくつかの経路でアハロノフ・ボーム干渉に依存し、時間反転対称性を破る必要がある。
ここでは、ビームスプリッタ(励起保存)と2モードスキューズ(励起保存)相互作用の干渉を利用して、時間反転対称ハミルトニアンを持つ系における非相互性の概念を一方向ボソニック輸送へ拡張する。
標準の非相互性とは対照的に、この一方向輸送は、モードが外部参照位相に関して解決されたときに現れる。
したがって、この現象は2次非相反性である。
まず,光力学的相互作用によって制御される2つの結合ナノメカニカルモードの最小系で実験的に実証する。
次に,粒子ホールグラフの特徴に基づく二次的非相互性を示すネットワークのクラスを特徴付ける理論的枠組みを開発する。
これらのネットワークは、一方向性に加えて、4モードシステムで実験的に確認した集合的二次構造と、キャビティの配列の場合の指数的なエンドツーエンドゲインとの間に偶発的なペアリングを示すことができる。
私たちの研究は、ボソニックシステムにおける信号ルーティングと量子制限増幅のための新しい道を開きます。
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