論文の概要: Strongly driven cavity quantum electrodynamical-optomechanical hybrid system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07788v1
- Date: Mon, 08 Dec 2025 18:17:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.998093
- Title: Strongly driven cavity quantum electrodynamical-optomechanical hybrid system
- Title（参考訳）: 強駆動キャビティ量子電磁力学-オプトメカニカルハイブリッドシステム
- Authors: Xuxin Wang, Jiahe Pan, Tobias J. Kippenberg, Shingo Kono,
- Abstract要約: 強駆動ハイブリッドシステムを用いて非ガウス力学状態を生成する手法を示す。
本プロトコルは, キャビティQEDの分散状態における非ガウス空洞状態を作成する。
強いキャビティドライブは、空洞状態を最小の摂動でコヒーレントに切り離し、量子ビットから効果的に切り離すことができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6999740786886536
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hybrid quantum systems harness the distinct advantages of different physical platforms, yet their integration is not always trivial due to potential incompatibilities in operational principles. Here, we theoretically propose and demonstrate a scheme for generating non-Gaussian mechanical states using a strongly driven hybrid system that combines cavity quantum electrodynamics (QED) and cavity optomechanics. Our protocol prepares a non-Gaussian cavity state in the dispersive regime of cavity QED and subsequently transfers it to a mechanical oscillator using the optomechanical interaction enhanced by a coherent cavity drive. While non-Gaussian cavity state control in cavity QED is well established in the dispersive regime, its behavior under strong cavity drive, essential for cavity optomechanics, remains largely unexplored. To bridge this gap, we develop an efficient simulation framework to model cavity QED dynamics in the high-photon-number regime. We show that a strong cavity drive can coherently displace the cavity state with minimal perturbations, effectively decoupling it from the qubit. The resulting large coherent cavity field enhances the optomechanical coupling strength, enabling high-fidelity transfer of non-Gaussian cavity states to the mechanical mode. These results reveal new dynamical features of driven cavity QED and open a pathway toward realizing non-Gaussian mechanical quantum memories and sensors.
- Abstract（参考訳）: ハイブリッド量子システムは、異なる物理プラットフォームの異なる利点を利用するが、それらの統合は、運用原理の潜在的な不整合のため、必ずしも簡単ではない。
本稿では,空洞量子力学(QED)と空洞光学を組み合わせた強駆動ハイブリッドシステムを用いて,非ガウス力学状態を生成する手法を理論的に提案し,実証する。
提案プロトコルは, キャビティQEDの分散状態における非ガウス空洞状態を作成し, その後, コヒーレントキャビティドライブによって強化された光力学的相互作用を用いて機械振動子に伝達する。
キャビティQEDにおける非ガウス的キャビティ状態制御は分散状態においてよく確立されているが、キャビティ光力学に不可欠な強力なキャビティドライブ下での挙動はほとんど解明されていない。
このギャップを埋めるために、高光子数状態における空洞QEDダイナミクスをモデル化するための効率的なシミュレーションフレームワークを開発する。
強いキャビティドライブは、空洞状態を最小の摂動でコヒーレントに切り離し、量子ビットから効果的に切り離すことができることを示す。
結果として生じる大きなコヒーレント空洞場は、光学的カップリング強度を高め、非ガウス空洞状態の機械的モードへの高忠実度移動を可能にする。
これらの結果は、駆動キャビティQEDの新しい動的特徴を明らかにし、非ガウス機械量子メモリとセンサーの実現に向けた経路を開く。
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