論文の概要: Quantum gyroscopes based on double-mode surface-acoustic-wave cavities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.12457v1
• Date: Tue, 23 Jan 2024 02:56:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-24 17:08:28.529880
• Title: Quantum gyroscopes based on double-mode surface-acoustic-wave cavities
• Title（参考訳）: 二重モード表面音響波空洞を用いた量子ジャイロスコープ
• Authors: Yuting Zhu, Shibei Xue, Fangfang Ju, Haidong Yuan
• Abstract要約: 本稿ではマイクロ波-SAW共振器からなるジャイロスコープを提案する。 本稿では,範囲,信号対雑音比,感度の3つの指標を体系的に検討する。 スクイージングは感度を向上し、標準量子限界を超えることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7273380623090848
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent progress shows that a surface-acoustic-wave (SAW) cavity can not only induce quantum acoustic dynamics but also can form optomechanical-like systems. Its operating frequencies in the microwave band make it resistant to the thermal noise of surrounding environments, while its radiation-pressure couplings make it susceptible to weak forces. Based on these advantages, we propose a gyroscope comprising coupled microwave-SAW cavities. In this paper, we systematically consider the three indices including range, signal-to-noise ratio, and sensitivity, which are the most important to gyroscopes but only partially considered in existing works. Additionally, we establish the fundamental limits of sensitivity when the quantum input is in the vacuum state and the squeezed vacuum state. We find that squeezing improves sensitivity and can surpass the standard quantum limit. However, this improvement can only reach up to $\sqrt{2}/2$ even as the squeezed parameter approaches infinity, which is rarely noted in recent works. Finally, we also offer analytical constraints for cooperativity and squeezed parameters. These constraints can be utilized to design gyroscopes based on coupled cavities in experiments.
• Abstract（参考訳）: 近年の進歩は、表面音響波(SAW)キャビティが量子音響力学を誘発するだけでなく、オプトロメカティカル系を形成することも示している。 マイクロ波帯の動作周波数は周囲の環境の熱雑音に耐性を持ち、放射線と圧力のカップリングは弱い力に影響を受けやすい。 これらの利点に基づいてマイクロ波-SAW共振器からなるジャイロスコープを提案する。 本稿では,ジャイロスコープにおいて最も重要な範囲,信号対雑音比,感度を含む3つの指標を体系的に検討する。 さらに,量子入力が真空状態と圧縮真空状態にある場合の感度の基本的な限界を定式化する。 スクイージングは感度を向上し、標準量子限界を超えることができる。 しかし、この改善は、圧縮されたパラメータが無限大に近づいたとしても、$\sqrt{2}/2$にしか達しない。 最後に,協調性と絞り込みパラメータに対する解析的制約も提供する。 これらの制約は、実験における結合キャビティに基づくジャイロスコープの設計に利用できる。

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