論文の概要: Vacuum Fluctuation-Induced State Switching in Degenerate Optical Parametric Oscillators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.28178v1
• Date: Fri, 26 Jun 2026 15:17:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-29 18:24:25.52869
• Title: Vacuum Fluctuation-Induced State Switching in Degenerate Optical Parametric Oscillators
• Title（参考訳）: 縮退型光パラメトリック発振器における真空ゆらぎ誘起状態スイッチング
• Abstract要約: マクロ遷移を駆動する微視的量子揺らぎが外部バイアス場によってどのように制御できるかを示す。 本研究は, 量子ノイズがマクロ力学をどのように形成し, ノイズ支援フォトニック機械学習の基礎となることを明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1585359619929867
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bistable driven-dissipative systems near bifurcations can exhibit noise-activated switching between steady states. Here, we investigate how quantum vacuum fluctuations induce such switching in a biased optical parametric oscillator (OPO), a nonlinear system with intrinsic bistability. We show how microscopic quantum fluctuations driving macroscopic transitions can be controlled with an external bias field that reshapes the OPO steady-state metapotential. We derive analytical expressions for the average switching time and validate them through simulations of the OPO field distribution and inter-state probability flow under bias injection. We further examine how switching depends on bias strength, pump gain, and optical nonlinearity. Our findings clarify how quantum noise can shape macroscopic dynamics and provide a foundation for noise-assisted photonic machine learning and probabilistic quantum gates.
• Abstract（参考訳）: バイフルケーション近傍のビスタブル駆動散逸系は、定常状態間のノイズ活性化スイッチングを示す。 そこで本研究では, 非線形系である偏光パラメトリック発振器(OPO)において, 量子真空揺らぎがそのようなスイッチングをいかに引き起こすかを検討する。 マクロ遷移を駆動する微視的な量子揺らぎが、OPOの定常準ポテンシャルを想起する外部バイアス場によってどのように制御できるかを示す。 平均スイッチング時間に対する解析式を導出し, バイアス注入時のOPO場分布と状態間確率流のシミュレーションにより検証する。 さらに, スイッチングがバイアス強度, ポンプ利得, 光非線形性に依存するかを検討した。 本研究は,量子ノイズがマクロ力学をどのように形成し,ノイズ支援フォトニック機械学習と確率的量子ゲートの基礎となることを明らかにする。

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