論文の概要: Quantum sensitivity of parametric oscillators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.02887v2
- Date: Sun, 15 Dec 2024 18:47:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-17 13:49:21.543386
- Title: Quantum sensitivity of parametric oscillators
- Title（参考訳）: パラメトリック発振器の量子感度
- Authors: Alex Gu, Jamison Sloan, Charles Roques-Carmes, Seou Choi, Eric I. Rosenthal, Michael Horodynski, Yannick Salamin, Jelena Vučković, Marin Soljačić,
- Abstract要約: 任意の初期状態の量子統計は、初期状態のダイナミックスにインプリントされ、定常状態の確率で持続可能であることを示す。
我々の研究は、マクロなシステムの量子初期状態に対する感度をテストできる新しい種類の実験への道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.160663836455116
- License:
- Abstract: Many quantum systems exhibit high sensitivity to their initial conditions, where microscopic quantum fluctuations can significantly influence macroscopic observables. Understanding how quantum states may influence the behavior of nonlinear dynamic systems may open new avenues in controlling light-matter interactions. To explore this issue, we analyze the sensitivity of a fundamental quantum optical process - parametric oscillation - to quantum initializations. Focusing on optical parametric oscillators (OPOs), we demonstrate that the quantum statistics of arbitrary initial states are imprinted in the early-stage dynamics and can persist in the steady-state probabilities. We derive the "quantum sensitivity" of parametric oscillators, linking the initial quantum state to the system's steady-state outcomes, highlighting how losses and parametric gain govern the system's quantum sensitivity. Moreover, we show that these findings extend beyond OPOs to a broader class of nonlinear systems, including Josephson junction based superconducting circuits. Our work opens the way to a new class of experiments that can test the sensitivity of macroscopic systems to quantum initial conditions and offers a pathway for controlling systems with quantum degrees of freedom.
- Abstract（参考訳）: 多くの量子系は初期状態に対して高い感度を示しており、微視的な量子ゆらぎはマクロ的な観測可能性に大きな影響を及ぼす可能性がある。
量子状態が非線形力学系の挙動にどのように影響するかを理解することは、光-物質相互作用を制御する新しい道を開く可能性がある。
この問題を探求するために、我々は量子初期化に対する基本量子光学過程(パラメトリック振動)の感度を分析する。
光学パラメトリック発振器(OPOs)に着目し、任意の初期状態の量子統計が初期状態のダイナミックスに印加され、定常状態の確率が持続できることを実証する。
パラメトリック発振器の「量子感度」を導出し、初期量子状態とシステムの定常状態の結果をリンクし、損失とパラメトリック利得がシステムの量子感度をどのように支配するかを明らかにする。
さらに, これらの知見は, ジョセフソン接合型超伝導回路を含む, より広範な非線形系に拡張されることが示唆された。
我々の研究は、マクロなシステムの量子初期状態に対する感度をテストし、量子自由度でシステムを制御するための経路を提供する新しい種類の実験への道を開く。
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