論文の概要: Quantum phase synchronisation enhanced via Coulomb interaction in an optomechanical system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24454v1
- Date: Tue, 30 Dec 2025 20:24:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.485534
- Title: Quantum phase synchronisation enhanced via Coulomb interaction in an optomechanical system
- Title（参考訳）: クーロン相互作用による光力学系における量子位相同期
- Authors: E. K. Berinyuy, P. Djorwé, J. -X. Peng, A. Sohail, J. Ghosh, A. -H. Abdel-Aty, S. G. N. Engo, S. K. Singh,
- Abstract要約: 2つの機械共振器間のクーロン相互作用の影響に着目し、4モードのオプティメカルシステムにおける量子同期のダイナミクスについて検討する。
以上の結果から,クーロン相互作用は量子位相同期を著しく向上させる上で重要な役割を果たすが,完全かつ$$-synchronizationにはほとんど影響を与えないことがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we investigate the dynamics of quantum synchronization in a four-mode optomechanical system, focusing on the influence of the Coulomb interaction between two mechanical resonators. We analyze the effect of the Coulomb coupling on three distinct synchronization regimes, i.e., complete quantum synchronization, $φ$-synchronization, and quantum phase synchronization. Our results show that while the Coulomb interaction plays a pivotal role in significantly enhancing quantum phase synchronization by facilitating energy exchange and phase coherence, it has little impact on complete and $φ$-synchronization. This indicates that amplitude and frequency locking are primarily determined by the optical driving, whereas phase alignment depends critically on inter-resonator coupling. We also demonstrate that the oscillations of the two optical cavities, which are indirectly coupled via the mechanical resonators, can become aligned over time, resulting in classical synchronization. These findings provide a robust mechanism for controlling collective quantum dynamics and offer a foundation for applications in quantum communication, precision sensing, and the development of synchronized quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、4モードのオプティメカルシステムにおける量子同期のダイナミクスについて検討し、2つの機械共振器間のクーロン相互作用の影響に着目した。
クーロン結合が3つの異なる同期状態、すなわち完全量子同期、$φ$-同期化、量子相同期に与える影響を分析する。
以上の結果から,クーロン相互作用はエネルギー交換と位相コヒーレンスにより量子位相同期を著しく向上させる上で重要な役割を担っているものの,完全かつφ$-同期化にはほとんど影響しないことが示された。
これは、振幅と周波数のロックが主に光駆動によって決定されることを示しているが、位相アライメントは共振器間結合に大きく依存している。
また、機械共振器を介して間接的に結合される2つの光学キャビティの振動が時間とともに整列し、古典的同期をもたらすことを示す。
これらの発見は、集合量子力学を制御するための堅牢なメカニズムを提供し、量子通信、精密センシング、および同期量子ネットワークの開発における基礎を提供する。
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