論文の概要: Bath-free squeezed phonon lasing via intrinsic ion-phonon coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.05575v1
• Date: Fri, 09 Jan 2026 06:47:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-12 17:41:49.874409
• Title: Bath-free squeezed phonon lasing via intrinsic ion-phonon coupling
• Title（参考訳）: 内在性イオン-フォノンカップリングによるバスフリー圧縮フォノンラッシング
• Authors: Chen-Yu Lee, Guin-Dar Lin,
• Abstract要約: 本研究では, 浸漬槽や散逸式貯水池に頼らずに, 閉じ込められたイオン系で押出し型浸漬を実現するための理論的モデルを提案する。 提案手法は固有イオン-フォノン相互作用を利用しており、それぞれが共振モードで相互作用する2つのトラップイオンが赤と青の両サイドバンド遷移によって駆動される。 これにより、イオンの内部状態とフォノンモードの間の動的カップリングを通じて、運動の圧縮状態を作成することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.168370684071173
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a theoretical model for realizing squeezed lasing in a trapped-ion system without relying on engineered baths or tailored dissipative reservoirs. Our approach leverages the intrinsic ion-phonon interactions, where two trapped ions, each interacting with a shared vibrational mode, are driven on both red- and blue-sideband transitions. This enables the creation of a squeezed state of motion through the dynamic coupling between the ions' internal states and the phonon mode. Unlike traditional methods that require bath engineering, our model demonstrates that squeezed lasing can be achieved through a direct manipulation of ion-phonon interactions, with no external reservoirs required. We explore the steady-state behavior of the system, analyzing the onset of lasing, gain-loss balance, and the role of the squeezing parameter in shaping the phonon field's statistical properties. Furthermore, we show how external coherent drives can stabilize phase coherence and achieve controlled quadrature squeezing, offering a simple yet effective method for achieving squeezed lasing in quantum mechanical systems. Our findings provide new insights into the realization of squeezed states in phonon-based systems, with potential applications in quantum metrology and information processing.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 浸漬槽や散逸式貯水池に頼らずに, 閉じ込められたイオン系で押出し型浸漬を実現するための理論的モデルを提案する。 提案手法は固有イオン-フォノン相互作用を利用しており、それぞれが共振モードで相互作用する2つのトラップイオンが赤と青の両サイドバンド遷移によって駆動される。 これにより、イオンの内部状態とフォノンモードの間の動的カップリングを通じて、運動の圧縮状態を作成することができる。 浴槽工学を必要とする従来の手法とは異なり、当社のモデルは、外部貯水池を必要とせず、イオン-フォノン相互作用を直接操作することで、破砕が可能であることを実証している。 本研究では,このシステムの定常挙動を考察し,ラシングの開始,ゲイン・ロスバランス,およびフォノン場の統計特性形成におけるスクイーズパラメータの役割について考察する。 さらに, 外部コヒーレントドライブが位相コヒーレンスを安定化し, 制御された二次スキューズを実現する方法を示す。 本研究により,フォノン系システムにおける圧縮状態の実現に関する新たな知見が得られ,量子力学や情報処理への応用が期待できる。

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