論文の概要: Self-Sustained Oscillations of a Nonlinear Optomechanical System in the Low-Excitation Regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.01775v1
- Date: Thu, 02 Oct 2025 08:05:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-03 21:54:12.827459
- Title: Self-Sustained Oscillations of a Nonlinear Optomechanical System in the Low-Excitation Regime
- Title（参考訳）: 低励起レジームにおける非線形光学系の自己持続振動
- Authors: Shivangi Dhiman, K. Rubenbauer, T. Luschmann, A. Marx, A. Metelmann, H. Huebl,
- Abstract要約: 量子センシングのような次世代の量子アプリケーションは、非線形性と非古典的相関の組み合わせを必要とする。
本稿では, 単一励起レベルで駆動される力学系における非線形力学の観察と理論的モデリングについて報告する。
具体的には,超伝導マイクロ波回路のKerr非線形性により,非線形ダイナミクスの観測のしきい値が4桁減少する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.08209843760716959
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Manifesting across all time, mass and length scales, nonlinearities lie at the core of numerous physical phenomena. Next-generation quantum applications, such as quantum sensing, require the combination of nonlinearity with non-classical correlations. This necessitates the search for an experimental platform which enables a nonlinear response at ultra-low excitation levels in a system with practical sensing potential and quantum compatibility. Here, we report the observation and theoretical modeling of nonlinear dynamics in a mechanical system driven at the single-excitation level. We achieve this using a cavity-optomechanical platform with large single-photon coupling rates and a nonlinear microwave resonator. Specifically, the large Kerr nonlinearity of our superconducting microwave circuit reduces the threshold for the observation of nonlinear dynamics by four orders of magnitude, making this regime experimentally accessible at the few-photon level. The parameter-based quantitative predicative power of the theoretical description underlines our deep understanding of the physics involved and that this device concept paves the way for experiments with non-classical microwave drive schemes.
- Abstract（参考訳）: あらゆる時間、質量、長さのスケールで見れば、非線形性は多くの物理現象の核にある。
量子センシングのような次世代の量子アプリケーションは、非線形性と非古典的相関の組み合わせを必要とする。
これは、実用的な知覚電位と量子互換を持つシステムにおいて、超低励起レベルの非線形応答を可能にする実験プラットフォームを探索する必要がある。
本稿では, 単一励起レベルで駆動される力学系における非線形力学の観察と理論的モデリングについて報告する。
単一光子結合率が大きいキャビティ-オプトメカニカルプラットフォームと非線形マイクロ波共振器を用いてこれを実現する。
具体的には、超伝導マイクロ波回路のKerr非線形性は、非線形ダイナミクスの観測のしきい値を4桁の精度で低減し、この状態は数光子レベルで実験的にアクセス可能である。
パラメータに基づく理論記述の量的述語力は、関係する物理学の深い理解を基盤としており、このデバイスの概念は、古典的でないマイクロ波駆動方式の実験の道を開くものである。
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