論文の概要: Enhancing Optomechanical Entanglement and Mechanical Squeezing by the Synergistic Effect of Quadratic Optomechanical Coupling and Coherent Feedback

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.04732v1
• Date: Mon, 06 Oct 2025 12:01:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.839878
• Title: Enhancing Optomechanical Entanglement and Mechanical Squeezing by the Synergistic Effect of Quadratic Optomechanical Coupling and Coherent Feedback
• Title（参考訳）: 擬似オプトメカニカルカップリングとコヒーレントフィードバックの相乗効果によるオプトメカニカルエンタングルメントとメカニカルスクイージングの強化
• Authors: Ya-Feng Jiao, Ruo-Chen Wang, Jing-Xue Liu, Hui-Lai Zhang, Ya-Chuan Liang, Yan Wang, Le-Man Kuang, Hui Jing,
• Abstract要約: キャビティ・オプティメカカル・システムにおいて,高度に絡み合った,あるいは圧縮された状態を生成するための全光学的手法を提案する。 提案手法は, マクロな量子効果を探索し, 量子情報処理を推し進めるための新しい手法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.33199308786656
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum entanglement and squeezing associated with the motions of massive mechanical oscillators play an essential role in both fundamental science and emerging quantum technologies, yet realizing such macroscopic nonclassical states remains a formidable challenge. In this paper, we investigate how to achieve strong optomechanical entanglement and mechanical squeezing in a membrane-embedded cavity optomechanical system incorporating a coherent feedback loop, where the membrane interacts with the cavity mode through both linear and quadratic optomechanical couplings. This hybrid optomechanical architecture offers a flexible tunability of intrinsic system parameters, thus allowing the membrane to be stiffened or softened through tuning the sign of quadratic optomechanical coupling and the cavity decay rate to be reduced via feedback control. Exploiting these unique features, we demonstrate that optomechanical entanglement can be substantially enhanced with positive coupling sign and suitable feedback parameters, while strong mechanical squeezing beyond the 3dB limit is simultaneously achieved over a broad parameter range with negative coupling sign, reaching squeezing degree above 10dB under optimized conditions. Our proposal, establishing an all-optical method for generating highly entangled or squeezed states in cavity optomechanical systems, opens up a new route to explore macroscopic quantum effects and to advance quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 巨大機械振動子の運動に伴う量子絡み合いとスクイージングは、基礎科学と新興量子技術の両方において重要な役割を担っているが、そのようなマクロな非古典的状態を実現することは深刻な課題である。 本稿では,コヒーレントフィードバックループを組み込んだ膜埋め込み型キャビティ・オプトメカニカル・システムにおいて,膜が線形および二次的なオプトメカニカル・カップリングを介してキャビティ・モードと相互作用する,強力なオプトメカニカル・エンタングルメントとメカニカル・スクイージングを実現する方法について検討する。 このハイブリッド光学アーキテクチャは、固有系パラメータの柔軟なチューナビリティを提供し、二次光学結合のサインを調整し、膜を硬くしたり軟化したりすることができる。 これらの特徴をエクスプロイトし、正のカップリング符号と適切なフィードバックパラメータでオプトメカニカルエンタングルメントを著しく向上させることができる一方で、3dB限界を超える強い機械的スクイーズを、負のカップリング符号を持つ広いパラメータ範囲で同時に達成し、最適化条件下で10dB以上のスクイーズ度に達することを実証した。 本提案では,共振器オプティメカルシステムにおいて高絡み合った状態を生成するための全光学的手法を確立し,マクロな量子効果を探索し,量子情報処理を進めるための新たな経路を開拓する。

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