論文の概要: Position measurement and the nonlinear regime of cavity quantum optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.11153v2
• Date: Fri, 4 Nov 2022 17:16:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-04 02:54:41.631089
• Title: Position measurement and the nonlinear regime of cavity quantum optomechanics
• Title（参考訳）: 空洞量子光学における位置測定と非線形状態
• Authors: Jack Clarke, Pascal Neveu, Kiran E. Khosla, Ewold Verhagen, Michael R. Vanner
• Abstract要約: 我々は、放射圧相互作用と空洞応答の両方の非線形性を捉える空洞量子光学の枠組みを開発する。 提案手法は,光振幅と位相四角形の両方に印加された機械的位置情報を得るために,単一から二重のホモダインまでの光学的一般ダイン検出を利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Position measurement is central to cavity quantum optomechanics and underpins a wide array of sensing technologies and tests of fundamental physics. Excitingly, several optomechanics experiments are now entering the highly sought nonlinear regime where optomechanical interactions are large even for low light levels. Within this regime, new quantum phenomena and improved performance may be achieved, however, an approach for mechanical position measurement and a corresponding theoretical formalism are needed to unlock these capabilities. Here, we develop a framework of cavity quantum optomechanics that captures the nonlinearities of both the radiation-pressure interaction and the cavity response and propose how position measurement can be performed in this regime. Our proposal utilizes optical general-dyne detection, ranging from single to dual homodyne, to obtain mechanical position information imprinted onto both the optical amplitude and phase quadratures and enables both pulsed and continuous modes of operation. These cavity optomechanical nonlinearities are now being confronted in a growing number of experiments, and our framework will allow a range of advances to be made in e.g. quantum metrology, explorations of the standard quantum limit, and quantum measurement and control.
• Abstract（参考訳）: 位置測定はキャビティ量子光学の中心であり、様々なセンシング技術と基礎物理学のテストの基盤となっている。 刺激的なことに、いくつかの光メカニクスの実験は、低光度でも光力学的相互作用が大きい高度に要求される非線形状態に入りつつある。 この方法では、新しい量子現象と改良された性能を達成することができるが、これらの能力を解き放つためには、機械的な位置測定と対応する理論的形式化のアプローチが必要である。 本稿では, 放射圧相互作用とキャビティ応答の両方の非線形性を捉えるキャビティ量子光学の枠組みを開発し, この領域における位置測定の方法を提案する。 本提案では,単一から2つのホモダインまでの光学的一般ダイン検出を用いて,光学的振幅と位相の2乗にインプリントされた機械的位置情報を取得し,パルスモードと連続モードの両方の動作を可能にする。 これらの空洞の光学的非線形性は現在、多くの実験で直面しており、我々のフレームワークは、量子メートル法、標準量子限界の探索、量子測定と制御など、様々な進歩を可能にする。

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