論文の概要: Effects of Quadratic Optomechanical Coupling on Bipartite Entanglements, Mechanical Ground-State Cooling and Squeezing in an Electro-Optomechanical System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.06365v2
- Date: Sat, 21 Dec 2024 11:24:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:51:57.766798
- Title: Effects of Quadratic Optomechanical Coupling on Bipartite Entanglements, Mechanical Ground-State Cooling and Squeezing in an Electro-Optomechanical System
- Title（参考訳）: 電気光学系における擬似光学結合が二部構造エンタングルメント, 機械的地盤冷却, スクイーズに及ぼす影響
- Authors: N. Ghorbani, Ali Motazedifard, M. H. Naderi,
- Abstract要約: 本研究では, ハイブリッド電気光学系における定常二部構造, 機械的地中冷却, 機械的四面体スクイージングについて検討した。
このようなハイブリッド電気光学システムは、量子センシングと量子情報処理のための改良された絡み合ったソースを構築するための有望なプラットフォームとして機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We theoretically investigate the steady-state bipartite entanglements, mechanical ground-state cooling, and mechanical quadrature squeezing in a hybrid electro-optomechanical system where a moving membrane is linearly coupled to the microwave field mode of an LC circuit, while it simultaneously interacts both linearly and quadratically with the radiation pressure of a single-mode optical cavity. We show that by choosing a suitable sign and amplitude for the quadratic optomechanical coupling (QOC), one can achieve enhanced and thermally robust stationary bipartite entanglement between the subsystems, improved mechanical ground-state cooling, and Q-quadrature squeezing of the mechanical mode beyond the 3-dB limit of squeezing. In particular, we find that in the presence of QOC with negative sign and in the resolved sideband regime the bipartite optical-mechanical entanglement can be increased by about 2 order of magnitude around the temperature of 1mK, and it can be preserved against thermal noise up to the ambient temperature of 0.1K. Furthermore, the QOC with positive sign can give rise to the enhancement of the mechanical ground-state cooling by about 1 order of magnitude in the optical and microwave red-detuned regime. We also find that for the positive sign of QOC and near the microwave resonance frequency the squeezing degree of the Q-quadrature of the mechanical mode can be amplified up to 15 dB. Such a hybrid electro-optomechanical system can serve as a promising platform to engineer an improved entangled source for quantum sensing as well as quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: LC回路のマイクロ波場モードに移動膜が線形に結合するハイブリッド電気光学系において, 定常二部構造, 機械的地中冷却, および機械的四部構造を理論的に検討し, 同時に1モード光空洞の放射圧と線形および二次的に相互作用する。
二次オプティメカルカップリング(QOC)に適した符号と振幅を選択することで、サブシステム間の強化された、熱的に堅牢な定常二部構造の絡み合い、機械的接地冷却の改善、および3dB限界を超える機械的モードのQ-クアラーチャースクイーズを実現することができることを示す。
特に, 負の符号を持つQOCの存在下では, 両部光学機械の絡み合いは1mKの温度付近で約2次増大し, 0.1Kの周囲温度まで熱雑音に対して保たれることがわかった。
さらに、正の符号を持つQOCは、光学的およびマイクロ波的赤方偏光状態において、機械的基底状態の冷却を約1桁向上させる可能性がある。
また、QOCの正の符号とマイクロ波共鳴周波数の近傍では、機械モードのQクアドラーチャーのスクイーズ度を最大15dBまで増幅できることがわかった。
このようなハイブリッド電気光学システムは、量子センシングと量子情報処理のための改良された絡み合ったソースを構築するための有望なプラットフォームとして機能する。
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