論文の概要: Deterministic generation of non-classical mechanical states in cavity optomechanics via reinforcement learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.08350v1
• Date: Wed, 12 Feb 2025 12:20:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-13 13:47:54.800418
• Title: Deterministic generation of non-classical mechanical states in cavity optomechanics via reinforcement learning
• Title（参考訳）: 強化学習による空洞光学における非古典的機械状態の決定論的生成
• Authors: Yu-Hong Liu, Qing-Shou Tan, Le-Man Kuang, Jie-Qiao Liao,
• Abstract要約: 本稿では,空洞光学系における非古典的力学状態を決定論的に生成する手法を提案する。 我々はパルス駆動場の最適化に強化学習法を用いる。 我々の結果は量子光学と量子情報科学における量子状態工学の道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.592403998571906
• License:
• Abstract: Non-classical mechanical states, as vital quantum resources for exploring macroscopic quantum behavior, have wide applications in the study of the fundamental quantum mechanics and modern quantum technology. In this work, we propose a scheme for deterministically generating non-classical mechanical states in cavity optomechanical systems. By working in the eigen-representation of the nonlinear optomechanical systems, we identify the carrier-wave resonance conditions and seek for the optimal driving pulses for state preparations. Concretely, we employ the reinforcement learning method to optimize the pulsed driving fields, effectively suppressing the undesired transitions induced by both the pulsed driving fields and dissipations. This approach enables the high-fidelity preparation of phononic Fock states and superposed Fock states in the single-resonator optomechanical systems, as well as two-mode entangled states in the two-resonator optomechanical systems. The statistical properties of the generated states are also examined. Our results open a way for quantum state engineering in quantum optics and quantum information science via reinforcement learning.
• Abstract（参考訳）: 非古典的な力学状態は、マクロ的な量子の振る舞いを探索するための重要な量子資源として、基本的な量子力学と現代の量子技術の研究に広く応用されている。 本研究では,空洞光学系における非古典的力学状態を決定論的に生成する手法を提案する。 非線形光学系の固有表現により、キャリア波共鳴条件を特定し、状態準備のための最適な駆動パルスを求める。 具体的には、パルス駆動場を最適化するために強化学習法を用い、パルス駆動場と消散の両方によって引き起こされる不要な遷移を効果的に抑制する。 このアプローチは、単一共振器光学系におけるフォック状態と重畳されたフォック状態、および2共振器光学系における2モードの絡み合った状態の高忠実化を可能にする。 また, 生成状態の統計的特性についても検討した。 量子光学における量子状態工学と強化学習による量子情報科学への道を開く。

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