論文の概要: Cavity quantum optomechanical nonlinearities and position measurement beyond the breakdown of the linearized approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.11153v3
• Date: Thu, 3 Aug 2023 15:48:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-04 19:55:16.085658
• Title: Cavity quantum optomechanical nonlinearities and position measurement beyond the breakdown of the linearized approximation
• Title（参考訳）: キャビティ量子力学非線形性と線形近似の破壊を超えた位置測定
• 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理論的定式化を開発する。 本稿では,線形化近似の分解を超えて位置測定を行う方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: 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, a corresponding theoretical formalism of cavity quantum optomechanics that captures the nonlinearities of both the radiation-pressure interaction and the cavity response is needed to unlock these capabilities. Here, we develop such a nonlinear cavity quantum optomechanical framework, which we then utilize to propose how position measurement can be performed beyond the breakdown of the linearized approximation. 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）: いくつかの光学実験は、低光度でも光学相互作用が大きくなる高度に要求された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には、放射圧相互作用とキャビティ応答の両方の非線形性をキャプチャするキャビティ量子光力学の対応する理論的形式が必要である。 そこで,このような非線形空洞量子光力学的枠組みを開発し,線形近似の分解を超えて位置測定を行う方法を提案する。 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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