論文の概要: Improving photon blockade, entanglement and mechanical-cat-state
generation in a generalized cross-Kerr optomechanical circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.02443v1
- Date: Tue, 3 Oct 2023 21:23:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-05 17:33:37.570127
- Title: Improving photon blockade, entanglement and mechanical-cat-state
generation in a generalized cross-Kerr optomechanical circuit
- Title（参考訳）: 一般化クロスカー光機械回路における光子遮断、絡み合い、メカニカルキャット状態生成の改善
- Authors: Hossein Solki, Ali Motazedifard, Mohammad Hossein Naderi
- Abstract要約: Schemeは、光子遮断やメカニカル・シュロディンガー・キャットステート生成など、少数の光子光学効果を改善する。
一般化されたクロスカー光学系は、マイクロ波量子センシング、量子通信、および量子情報プロトコルにおける潜在的な応用を見出すことができる。
- 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: We propose a feasible experimental scheme to improve the few-photon
optomechanical effects, including photon blockade and mechanical-Schrodinger
cat-state generation, as well as photon-phonon entanglement in a tripartite
microwave optomechanical circuit. The system under consideration is formed by a
single-Cooper-pair transistor, a microwave LC resonator, and a micromechanical
resonator. Our scheme is based on an additional higher-order (generalized)
nonlinear cross-Kerr type of coupling, linearly dependent on photon number
while quadratically dependent on mechanical phonon one, which can be realized
via adjusting the gate charge of the Cooper-pair transistor. We show, both
analytically and numerically, that the presence of both cross-Kerr and
generalized cross-Kerr nonlinearities not only may give rise to the enhancement
of one- and two-photon blockades as well as photon induced tunneling but can
also provide more controllability over them. Furthermore, it is shown that in
the regime of zero optomechanical coupling, with the aid of generalized
cross-Kerr nonlinearity, one can generate multi-components mechanical
superposition states which exhibit robustness against system dissipations. We
also study the steady-state entanglement between the microwave and mechanical
modes, the results of which signify the role of generalized cross-Kerr
nonlinearity in enhancing the entanglement in the regime of large-red detuning.
The proposed generalized cross-Kerr optomechanical system can be found
potential applications in microwave quantum sensing, quantum telecommunication,
and quantum information protocols.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,光子遮断やメカニカル・シュロディンガー・キャットステート発生,トリパルタイトマイクロ波光学回路におけるフォトン・フォノンの絡み合いなど,光子数光子の光学効果を改善するための実験手法を提案する。
検討中のシステムは、シングルクーパペアトランジスタ、マイクロ波lc共振器、マイクロメカニカル共振器によって構成される。
本方式は,クーパー・ペアトランジスタのゲート電荷を調節することで実現可能な機械式フォノン1を二次的に依存しながら,光子数に線形に依存する高次(一般化)非線形クロスカー結合方式に基づいている。
解析的にも数値的にも、クロスカー非線形性と一般化クロスカー非線形性の両方の存在が、1光子および2光子によるトンネルトンネルの強化をもたらすだけでなく、それらに対する制御性も向上することを示した。
さらに, 一般クロスカー非線形性の支援により, ゼロ光機械的カップリング法では, 系散逸に対するロバスト性を示す多成分機械的重ね合わせ状態が生成できることが示されている。
また,マイクロ波モードとメカニカルモードの定常的絡み合いについても検討し,大赤のデチューニングにおける絡み合い強化における一般化クロスカー非線形性の役割を示す。
提案する一般クロスカー光力学系は、マイクロ波量子センシング、量子通信、量子情報プロトコルにおいて潜在的に応用できる。
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