論文の概要: Experimental realization and synchronization of a quantum van der Pol oscillator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.00751v1
• Date: Tue, 01 Apr 2025 13:02:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-03 13:20:58.654664
• Title: Experimental realization and synchronization of a quantum van der Pol oscillator
• Title（参考訳）: 量子ファンデルポル振動子の実験的実現と同期
• Authors: Yi Li, Zihan Xie, Xiaodong Yang, Yue Li, Xingyu Zhao, Xu Cheng, Xinhua Peng, Jun Li, Eric Lutz, Yiheng Lin, Jiangfeng Du,
• Abstract要約: そこで本研究では, 非線形減衰型自律型量子駆動散逸システムについて, 単一トラップ原子を用いて述べる。 我々は、ドライブのない位相空間における量子極限サイクルの存在を実証する。 さらに、ドライブの方向と直交する直線的消散の助けを借りて同期を向上できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.069593561319177
• License:
• Abstract: Classical self-sustained oscillators, that generate periodic motion without periodic external forcing, are ubiquitous in science and technology. The realization of nonclassical self-oscillators is an important goal of quantum physics. We here present the experimental implementation of a quantum van der Pol oscillator, a paradigmatic autonomous quantum driven-dissipative system with nonlinear damping, using a single trapped atom. We demonstrate the existence of a quantum limit cycle in phase space in the absence of a drive and the occurrence of quantum synchronization when the nonlinear oscillator is externally driven. We additionally show that synchronization can be enhanced with the help of squeezing perpendicular to the direction of the drive and, counterintuitively, linear dissipation. We also observe the bifurcation to a bistable phase-space distribution for large squeezing. Our results pave the way for the exploration of self-sustained quantum oscillators and their application to quantum technology.
• Abstract（参考訳）: 周期的な外部強制を伴わない周期的な動きを生成する古典的な自己持続型発振器は、科学や技術においてユビキタスである。 非古典的自己振動子の実現は量子物理学の重要な目標である。 本稿では, 量子ファンデルポル発振器(非線形減衰を用いたパラダイム的自律型量子駆動散逸システム)の実験実装について述べる。 我々は、ドライブのない位相空間における量子極限サイクルの存在と非線形発振器が外部に駆動されたときの量子同期の発生を実証する。 さらに、ドライブの方向と直交する直線的消散の助けを借りて同期を向上できることを示す。 また,2相空間分布への分岐を観察し,大きめのスクイーズを行う。 この結果は、自己持続型量子発振器の探索と量子技術への応用の道を開くものである。

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