論文の概要: Nanomechanical State Amplifier Based on Optical Inverted Pendulum
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04302v2
- Date: Thu, 04 Sep 2025 07:06:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-12 14:47:28.248377
- Title: Nanomechanical State Amplifier Based on Optical Inverted Pendulum
- Title（参考訳）: 光反転振子を用いたナノ機械状態増幅器
- Authors: Martin Duchaň, Martin Šiler, Petr Jákl, Oto Brzobohatý, Andrey Rakhubovsky, Radim Filip, Pavel Zemánek,
- Abstract要約: 本稿では,任意の位相空間変数に沿って平均値と揺らぎを線形増幅し,相補的に振る舞うプロトコルを提案する。
速度の増幅は、同じパラメータで入力ノイズを絞り、力覚を高める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A contactless control of mean values and fluctuations of position and velocity of a nanoobject belongs among the key methods needed for ultra-precise nanotechnology and the upcoming quantum technology of macroscopic systems. An analysis of experimental implementations of such a control, including assessments of linearity and the effects of added noise, is required. Here, we present a protocol of linear amplification of mean values and fluctuations along an arbitrary phase space variable and squeezing along the complementary one, referred to as a nanomechanical state amplifier. It utilizes the experimental platform of a single optically levitating nanoparticle and the three-step protocol combines a controlled fast switching of the parabolic trapping potential to an inverted parabolic potential and back to the parabolic potential. The protocol can be sequentially repeated or extended to shape the nanomechanical state appropriately. Experimentally, we achieve amplification of position with a gain of $|G| \simeq 2$ and a classical squeezing coefficient above 4 dB in as short a timestep as one period of nanoparticle oscillations ($7.6\,\mu$s). Amplification in velocity, with the same parameters, squeezes the input noise and enhances force sensing.
- Abstract（参考訳）: ナノオブジェクトの位置と速度の平均値とゆらぎの接触のない制御は、超精密ナノテクノロジーと今後のマクロシステムの量子技術に必要な重要な方法の1つである。
線形性の評価や付加雑音の影響を含む,そのような制御の実験的実装の分析が必要である。
本稿では,任意の位相空間変数に沿った平均値とゆらぎの線形増幅と,ナノメカニカル状態増幅器と呼ばれる相補的な値に沿ってスキューズするプロトコルを提案する。
単一光レビテーションナノ粒子の実験プラットフォームを利用し、3段階のプロトコルは、制御された放物的トラップ電位を逆放物的電位と逆放物的電位に高速に切り替える。
プロトコルを順次繰り返し、または拡張してナノメカニカル状態を適切に形成することができる。
実験により, ナノ粒子振動の1周期 (7.6\,\mu$s) に対して, 4dB以上の古典的スクイーズ係数と|G| \simeq 2$の利得で, 位置の増幅を実現した。
速度の増幅は、同じパラメータで入力ノイズを絞り、力覚を高める。
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