論文の概要: Nonlinear Sideband Cooling to a Schr\"odinger Cat State of Motion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.02371v1
• Date: Wed, 3 Aug 2022 22:39:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-02 09:47:57.519348
• Title: Nonlinear Sideband Cooling to a Schr\"odinger Cat State of Motion
• Title（参考訳）: Schr\オーディンガー猫運動状態に対する非線形サイドバンド冷却
• Authors: Bradley D Hauer, Joshua Combes, John D. Teufel
• Abstract要約: 本研究では, 分散光学相互作用の固有非線形性を用いて, 運動のシュリンガー猫状態を生成する手法を提案する。 この非線形サイドバンド冷却技術は、機械的共振器をシュリンガー猫状態に散逸的に設計することができることを示す。
• 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: The ability to prepare a macroscopic mechanical resonator into a quantum superposition state is an outstanding goal of cavity optomechanics. Here we propose a technique to generate Schr\"odinger cat states of motion using the intrinsic nonlinearity of a dispersive optomechanical interaction. By applying a bichromatic drive to an optomechanical cavity, our protocol enhances the inherent second-order processes of the system, inducing the requisite two-phonon dissipation. We show that this nonlinear sideband cooling technique can dissipatively engineer a mechanical resonator into a Schr\"odinger cat state, which we verify using the full Hamiltonian and an adiabatically reduced model. While the fidelity of the cat state is maximized in the single-photon, strong-coupling regime, we demonstrate that Wigner negativity persists even for weak coupling. Finally, we show that our cat state generation protocol is robust to significant thermal decoherence of the mechanical mode, indicating that such a procedure may be feasible for near-term experimental systems.
• Abstract（参考訳）: マクロメカニカル共振器を量子重ね合わせ状態に形成する能力は、キャビティ光学の優れた目標である。 本稿では,分散光学相互作用の固有非線形性を用いて,運動のシュリンガー猫状態を生成する手法を提案する。 バイクロマティックドライブを光機械的キャビティに適用することにより,本プロトコルはシステム固有の2次プロセスを強化し,必要な2フォノン散逸を誘導する。 この非線形サイドバンド冷却技術は、機械的共振器をSchr\odingerの猫状態に散逸的に組み込むことができることを示す。 単一光子・強結合系では猫状態の忠実性は最大化されるが,弱いカップリングにおいてもウィグナーネガティビティは持続する。 最後に, 猫の状態生成プロトコルは機械モードの著しい熱的非一貫性に頑健であることを示し, 短期実験システムではそのような手法が実現可能であることを示す。

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