論文の概要: Nonclassical microwave radiation from the parametric dynamical Casimir effect in the reversed-dissipation regime of circuit optomechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00353v1
- Date: Fri, 01 Aug 2025 06:36:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.754807
- Title: Nonclassical microwave radiation from the parametric dynamical Casimir effect in the reversed-dissipation regime of circuit optomechanics
- Title（参考訳）: 回路光学の逆散逸状態におけるパラメトリック力学カシミール効果からの非古典的マイクロ波放射
- Authors: H. Solki, Ali Motazedifard, M. H. Naderi, A. Youssefi, R. Roknizadeh,
- Abstract要約: 本稿では, 分散駆動方式と逆散逸方式(RDR)を併用した実験的に実現可能なオプティメカティカルシステムを提案する。
メカニカルモードの断熱除去のためのメカニカルデコヒーレンス時間長よりも、駆動レーザ周波数オン時間スケールの高速変調を行う。
提案した非古典的マイクロ波放射源は、量子情報処理、量子コンピューティング、およびマイクロ波量子センシングに応用される可能性がある。
- 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 propose an experimentally feasible optomechanical system (OMS) that is dispersively driven and operates in the reversed dissipation regime (RDR), where the mechanical damping rate far exceeds the cavity decay rate. We demonstrate that coherent, fast-time modulation of the driving laser frequency-on time scales longer than the mechanical decoherence time-allows for adiabatic elimination of the mechanical mode, resulting in strong parametric amplification of quantum vacuum fluctuations of the intracavity field. This mechanism, known as the parametric dynamical Casimir effect (parametric-DCE), leads to the generation of Casimir photons. In the dispersive RDR, we find that the total system Hamiltonian-including the DCE term-is intrinsically modified by a generalized optomechanical Kerr-type nonlinearity. This nonlinearity not only saturates the mean number of radiated Casimir photons on short time scales, even without dissipation, but also induces oscillatory behavior in their dynamics and quantum characteristics. Remarkably, the presence of the Kerr nonlinearity causes the generated DCE photons to exhibit nonclassical features, including sub-Poissonian statistics, negative Wigner function and quadrature squeezing which can be controlled by adjusting the system parameters. The proposed nonclassical microwave radiation source possesses the potential to be applied in quantum information processing, quantum computing as well as microwave quantum sensing.
- Abstract（参考訳）: 実験により実現可能なオプティメカティカルシステム (OMS) を提案し, 機械的減衰速度が空洞崩壊速度をはるかに上回る逆放散系 (RDR) において, 分散駆動および動作を行う。
機械的モードの断熱除去のための機械的デコヒーレンス時間長よりも、駆動レーザー周波数オン時間スケールのコヒーレントで高速な変調が可能であり、空洞内場の量子真空変動の強いパラメトリック増幅がもたらされることを実証した。
このメカニズムはパラメトリック力学カシミール効果(パラメトリックDCE)と呼ばれ、カシミール光子を生成する。
分散RDRでは、DCE項を含むハミルトニアンの全体系は、一般化されたオプティメカル・カー型非線形性によって本質的に修正されている。
この非線形性は、短い時間スケールで放射されたカシミール光子の平均数を飽和させるだけでなく、その力学と量子特性の振動挙動を誘導する。
顕著なことに、カーの非線形性の存在は、生成したDCE光子は、系のパラメータを調整することで制御できる、ポアソン統計学、負のウィグナー関数、二次的なスクイージングを含む非古典的な特徴を示す。
提案した非古典的マイクロ波放射源は、量子情報処理、量子コンピューティング、およびマイクロ波量子センシングに応用される可能性がある。
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