論文の概要: Unveiling Vacuum Fluctuations and Nonclassical States with
Cavity-Enhanced Tripartite Interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.15430v1
- Date: Fri, 28 Jul 2023 09:26:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-31 13:03:30.764541
- Title: Unveiling Vacuum Fluctuations and Nonclassical States with
Cavity-Enhanced Tripartite Interactions
- Title（参考訳）: キャビティ強化三部体相互作用による真空変動と非古典状態
- Authors: Jing Tang and Yuangang Deng
- Abstract要約: 本研究では, 共振器強化非線形反ストークス散乱を利用した強・決定論的三成分ビームスプリッター(スキューズ)相互作用の構築について検討した。
ハイゼンベルクの不確実性原理に固有の光子とフォノンの真空揺らぎを直接抽出することを示した。
提案手法は, 平均光子(フォノン)占有率が大きい高品質な単一量子源の実現を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.230778132936486
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Enhancing and tailoring light-matter interactions offer remarkable nonlinear
resources with wide-ranging applications in various scientific disciplines. In
this study, we investigate the construction of strong and deterministic
tripartite `beamsplitter' (`squeeze') interactions by utilizing cavity-enhanced
nonlinear anti-Stokes (Stokes) scattering within the spin-photon-phonon degrees
of freedom. We explore the exotic dynamical and steady-state properties
associated with the confined motion of a single atom within a high-finesse
optical cavity. Notably, we demonstrate the direct extraction of vacuum
fluctuations of photons and phonons, which are inherent in Heisenberg's
uncertainty principle, without requiring any free parameters. Moreover, our
approach enables the realization of high-quality single-quanta sources with
large average photon (phonon) occupancies. The underlying physical mechanisms
responsible for generating nonclassical quantum emitters are attributed to
decay-enhanced single-quanta blockade and the utilization of long-lived
motional phonons, resulting in strong nonlinearity. This work unveils
significant opportunities for studying hitherto unexplored physical phenomena
and provides novel perspectives on fundamental physics dominated by strong
tripartite interactions.
- Abstract（参考訳）: ライトマッター相互作用の強化と調整は、様々な科学分野における幅広い応用を伴う顕著な非線形資源を提供する。
本研究では, スピン光子・フォノン自由度内におけるキャビティエンハンスド非線形アンチストーク(ストークス)散乱を利用して, 強固で決定論的な三成分「beamsplitter」 (squeeze) 相互作用の構成について検討した。
高精細な光学キャビティ内の単一原子の閉じ込められた運動に伴うエキゾチックな動的および定常な性質について検討する。
特に、ハイゼンベルクの不確実性原理に固有の光子とフォノンの真空揺らぎを直接抽出し、自由パラメータを必要としないことを示した。
さらに,本手法では,高い平均光子(フォノン)占有率を持つ高品質な単一量子源の実現を可能にする。
非古典的量子エミッタの生成に関わる物理メカニズムは、減衰した単一量子の封鎖と長寿命の運動フォノンの利用によって引き起こされ、強い非線形性をもたらす。
この研究は、未発見の物理現象を研究する重要な機会を明らかにし、強い三部体相互作用に支配される基礎物理学に関する新しい視点を提供する。
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