論文の概要: Heralded quantum non-Gaussian states in pulsed levitating optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16242v1
• Date: Thu, 20 Nov 2025 11:20:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-21 17:08:52.586414
• Title: Heralded quantum non-Gaussian states in pulsed levitating optomechanics
• Title（参考訳）: パルスレビテーション光学におけるヘルド量子非ガウス状態
• Authors: F. Bemani, A. A. Rakhubovsky, R. Filip,
• Abstract要約: パルス光力学的相互作用と非線形光子検出技術を組み合わせることにより, メカニカルフォック状態にアプローチする。 また、光力学的相互作用が多重フォノン付加過程を誘発する条件も予測する。 位相ランダム化変位を検出するための量子非ガウス状態の実用性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Optomechanics with levitated nanoparticles is a promising way to combine very different types of quantum non-Gaussian aspects induced by continuous dynamics in a nonlinear or time-varying potential with the ones coming from discrete quantum elements in dynamics or measurement. First, it is necessary to prepare quantum non-Gaussian states using both methods. The nonlinear and time-varying potentials have been widely analyzed for this purpose. However, feasible preparation of provably quantum non-Gaussian states in a single mechanical mode using discrete photon detection has not been proposed yet for optical levitation. We explore pulsed optomechanical interactions combined with non-linear photon detection techniques to approach mechanical Fock states and confirm their quantum non-Gaussianity. We also predict the conditions under which the optomechanical interaction can induce multiple-phonon addition processes, which are relevant for $n$-phonon quantum non-Gaussianity. The practical applicability of quantum non-Gaussian states for sensing phase-randomized displacements is shown. Besides such applications, generating quantum non-Gaussian states of levitated nanoparticles can help to study fundamental questions of quantum thermodynamics, and macroscopic quantum effects.
• Abstract（参考訳）: 浮遊ナノ粒子を用いた光学は、非線形または時間変化ポテンシャルの連続力学によって誘導される全く異なる種類の量子非ガウス的側面と、動的または測定における離散量子要素に由来するものを組み合わせるための有望な方法である。 まず、両方の方法を用いて量子非ガウス状態を作成する必要がある。 非線形および時間変化ポテンシャルは、この目的のために広く分析されている。 しかし、離散光子検出を用いた単一のメカニカルモードで証明可能な量子非ガウス状態の生成は、光学浮上のためにはまだ提案されていない。 我々は、パルス光力学的相互作用と非線形光子検出技術を組み合わせることにより、メカニカルフォック状態に近づき、量子非ガウス性を確認する。 また、光力学的相互作用が多重フォノン付加過程を誘導する条件も予測し、これは$n$-フォノン量子非ガウス性に関係している。 位相ランダム化変位を検出するための量子非ガウス状態の実用性を示す。 このような応用の他に、浮遊ナノ粒子の量子非ガウス状態の生成は、量子熱力学やマクロ量子効果の基本的な問題を研究するのに役立つ。

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