論文の概要: Overcoming the Standard Quantum Limit with Electro-Optomechanical Hybrid System for Enhanced Force Sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.10694v1
- Date: Mon, 16 Sep 2024 19:48:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-18 18:50:48.015860
- Title: Overcoming the Standard Quantum Limit with Electro-Optomechanical Hybrid System for Enhanced Force Sensing
- Title（参考訳）: パワーセンシングのための電気光学ハイブリッドシステムによる標準量子限界の克服
- Authors: Alolika Roy, Amarendra K. Sarma,
- Abstract要約: パワースペクトル密度(PSD)解析による力覚における計測付加雑音の低減について検討する。
バックアクション力の完全キャンセルに必要な条件を導出し,力の感度を高める。
バックアクションノイズの除去とショットノイズの低減により、力検出能力が向上し、弱い力検出に関連する標準的な量子限界を超える。
- 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 investigate the reduction of measurement-added noise in force sensing by analyzing its power spectral density (PSD) within a hybrid optomechanical system. The setup comprises of an optomechanical cavity equipped with a movable mirror which acts as the mechanical oscillator, a stationary semi-transparent mirror, a superconducting qubit, and an optical parametric amplifier (OPA). By utilizing the concept of coherent quantum noise cancellation (CQNC), we derive the conditions necessary for complete cancellation of back-action force, thereby enhancing force sensitivity. Furthermore, with the gradual increase in the OPA pump gains, we suppress the sensitivity beyond the standard quantum limit (SQL) at a lower value of laser power. The removal of back-action noise, along with the reduction of shot noise, improves force detection capabilities, thereby surpassing the standard quantum limit associated with weak force detection.
- Abstract（参考訳）: ハイブリッド光学系におけるパワースペクトル密度 (PSD) を解析し, 力覚センサにおける測定付加雑音の低減について検討した。
機械振動子として機能する可動ミラー、定常半透明ミラー、超伝導キュービット、光学パラメトリック増幅器(OPA)を備えた光学キャビティを備える。
コヒーレント量子ノイズキャンセリング(CQNC)の概念を利用することで、バックアクションの完全キャンセルに必要な条件を導出し、力の感度を高める。
さらに、OPAポンプの上昇が徐々に増加するにつれて、レーザパワーの低い値で標準量子限界(SQL)を超える感度を抑えることができる。
バックアクションノイズの除去とショットノイズの低減により、力検出能力が向上し、弱い力検出に関連する標準的な量子限界を超える。
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