論文の概要: Nonclassical phonon pair

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.24429v2
• Date: Tue, 30 Sep 2025 03:01:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:44:59.878669
• Title: Nonclassical phonon pair
• Title（参考訳）: 非古典的なフォノン対
• Authors: Yu Wang, Zhen Shen, Mai Zhang, Zhi-Peng Shi, Hong-Yi Kuang, Shuai Wan, Fang-Wen Sun, Guang-Can Guo, Chun-Hua Dong,
• Abstract要約: 懸濁シリコンマイクロ構造における量子相関フォノン対を生成する新しい手法を提案する。 コーシー=シュワルツの不等式に違反して生成したフォノン対の古典的でない性質を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.206601662751778
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum-correlated photon pairs are crucial resources for modern quantum information science. Similarly, the reliable generation of nonclassical phonon pairs is vital for advancing engineerable solid-state quantum devices and hybrid quantum networks based on phonons. Here, we present a novel approach to generate quantum-correlated phonon pairs in a suspended silicon microstructure initialized in its motional ground state. By simultaneously implementing red- and blue-detuned laser pulses, equivalent high-order optomechanical nonlinearity--specifically, an effective optomechanical four-wave mixing process--is achieved for generating a nonclassical phonon pair, which is then read out via a subsequent red-detuned pulse. We demonstrate the nonclassical nature of the generated phonon pair through the violation of the Cauchy-Schwarz inequality. Our experimentally observed phonon pair violates the classical bound by more than 5 standard deviations and maintains a decoherence time of 132 ns. This work reveals novel quantum manipulation of phonon states enabled by equivalent high-order optomechanical nonlinearity within a pulse scheme and provides a valuable quantum resource for mechanical quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子関連光子対は現代の量子情報科学にとって重要な資源である。 同様に、非古典的なフォノン対の生成は、工学的な固体量子デバイスやフォノンに基づくハイブリッド量子ネットワークの発展に不可欠である。 本稿では,その運動基底状態に初期化された懸濁シリコンマイクロ構造において,量子相関フォノン対を生成する新しい手法を提案する。 赤と青のレーザーパルスを同時に実装することにより、同等の高次光学非線形性、具体的には、非古典的なフォノン対を生成するための有効オプティメカカル4波混合プロセスが達成され、後続の赤の変調パルスを介して読み出される。 コーシー=シュワルツの不等式に違反して生成したフォノン対の古典的でない性質を実証する。 実験により得られたフォノン対は, 標準偏差5つ以上の古典的境界に反し, 脱コヒーレンス時間132 nsを維持している。 この研究は、パルススキーム内で等価な高次オプティメカル非線形性によって実現されたフォノン状態の新たな量子操作を明らかにし、機械量子コンピューティングに有用な量子資源を提供する。

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