論文の概要: Squeezing light with optomechanical and spin-light quantum interfaces
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.03507v1
- Date: Fri, 04 Apr 2025 15:10:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-07 14:47:05.601686
- Title: Squeezing light with optomechanical and spin-light quantum interfaces
- Title（参考訳）: 光学的およびスピン光量子インタフェースによる光のスクイーズ
- Authors: Gian-Luca Schmid, Manel Bosch Aguilera, Chun Tat Ngai, Maryse Ernzer, Luiz Couto Correa Pinto Filho, Dennis Høj, Ulrik Lund Andersen, Florian Goschin, Philipp Treutlein,
- Abstract要約: 我々は超低温の原子スピンアンサンブルとマイクロメカニカル膜を利用して光の偏光スキューズを生成する。
我々は、スピンに対して$C_mathrmqu =10$、膜に対して$C_mathrmqu =9$の最大協調性を得る。
我々の研究結果は、スピンと機械的自由度が光によってコヒーレントに結合されるハイブリッド量子システムへの道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We investigate squeezing of light through quantum-noise-limited interactions with two different material systems: an ultracold atomic spin ensemble and a micromechanical membrane. Both systems feature a light-matter quantum interface that we exploit, respectively, to generate polarization squeezing of light through Faraday interaction with the collective atomic spin precession, and ponderomotive quadrature squeezing of light through radiation pressure interaction with the membrane vibrations in an optical cavity. Both experiments are described in a common theoretical framework, highlighting the conceptual similarities between them. The observation of squeezing certifies light-matter coupling with large quantum cooperativity, a prerequisite for applications in quantum science and technology. In our experiments, we obtain a maximal cooperativity of $C_\mathrm{qu} =10$ for the spin and $C_\mathrm{qu} = 9$ for the membrane. In particular, our results pave the way for hybrid quantum systems where spin and mechanical degrees of freedom are coherently coupled via light, enabling new protocols for quantum state transfer and entanglement generation over macroscopic distances.
- Abstract（参考訳）: 我々は、超低温原子スピンアンサンブルとマイクロメカニカル膜という、2つの異なる物質系との量子ノイズ制限相互作用による光のスクイーズについて検討した。
どちらのシステムも、ファラデー相互作用による光の偏光スクイーズと、光キャビティ内の膜振動との放射圧相互作用による光の四次スクイーズとをそれぞれ利用して、光の偏光スクイーズを生成する。
どちらの実験も共通の理論の枠組みで説明され、それらの概念的な類似点を強調している。
スクイージングの観察は、量子科学とテクノロジーの応用の前提条件である、大きな量子コオペラティティティと光とマターのカップリングを証明している。
実験では、スピンに対して$C_\mathrm{qu} = 10$、膜に対して$C_\mathrm{qu} = 9$の最大協調性を得る。
特に, スピンと機械的自由度が光によってコヒーレントに結合されたハイブリッド量子系において, 量子状態移動とマクロ距離での絡み合い生成のための新しいプロトコルが実現された。
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