論文の概要: Parametric and feedback-controlled multiparameter quantum estimation in a double cavity optomechanics: steady and dynamical state
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.05402v1
- Date: Fri, 04 Sep 2026 17:48:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-07 18:15:24.146806
- Title: Parametric and feedback-controlled multiparameter quantum estimation in a double cavity optomechanics: steady and dynamical state
- Title（参考訳）: 二重共振器光学におけるパラメトリックおよびフィードバック制御型マルチパラメータ量子推定:定常状態と動的状態
- Abstract要約: 2つのメカニカルモードが駆動光キャビティと相互作用する結合キャビティ・オプティメカニカル・プラットフォームについて検討する。
我々は、コヒーレントフィードバックが量子ゆらぎとパラメータ依存の相関関係を工学するために調整可能な資源として機能することを発見した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multiparameter quantum estimation in open optomechanical systems is fundamentally constrained by dissipation, thermal fluctuations, and measurement incompatibility. In this work, we investigate a coupled-cavity optomechanical platform in which two mechanical modes interact with driven optical cavities, two-mode squeezed vacuum, intracavity degenerate parametric amplification, and coherent optical feedback. Using the continuous-variable Gaussian-state formalism, we derive the linearized quantum Langevin dynamics and steady-state covariance matrix and evaluate the quantum Fisher information matrices associated with simultaneous estimation of the optomechanical coupling strength and cavity dissipation rate. We characterize the precision bounds using the symmetric and right logarithmic derivative formalisms and employ $\mathcal{B}_{\rm MI}=\max\{\mathcal{B}_S,\mathcal{B}_R\}$ as a comparative figure of merit within the SLD/RLD framework. We find that parametric amplification can substantially reduce , demonstrating an enhancement of multiparameter sensitivity over a broad range of operating conditions. In contrast, coherent feedback produces a nonmonotonic modification of the estimation precision, with its effect depending sensitively on the feedback reflectivity, phase, squeezing strength, and thermal occupation. This behavior reveals that coherent feedback acts not simply as an enhancing or degrading mechanism, but as a tunable resource for engineering the quantum fluctuations and parameter-dependent correlations of the optomechanical state. We further analyze the transient and steady-state regimes and identify parameter regions in which squeezing and parametric amplification provide the largest metrological gain.
- Abstract（参考訳）: オープンオプティメカルシステムにおけるマルチパラメータ量子推定は、散逸、熱ゆらぎ、測定の不整合性によって根本的に制約される。
本研究では,2つのメカニカルモードが駆動光キャビティ,2モード圧縮真空,キャビティ内縮退パラメトリック増幅,コヒーレント光フィードバックと相互作用する結合キャビティ・オプティメカニカル・プラットフォームについて検討する。
連続変数ガウス状態定式化を用いて、線形化量子ランゲヴィン力学と定常状態共分散行列を導出し、最適結合強度と空洞散逸率の同時推定に伴う量子フィッシャー情報行列を評価する。
対称対数微分形式と右対数微分形式を用いて精度境界を特徴づけ、SLD/RLDフレームワークにおけるメリットの比較図として $\mathcal{B}_{\rm MI}=\max\{\mathcal{B}_S,\mathcal{B}_R\}$ を用いる。
パラメトリック増幅は, 広い操作条件下でのマルチパラメータ感度の向上を実証し, 大幅に低減できることがわかった。
対照的に、コヒーレントフィードバックは推定精度の非単調な変化を生じさせ、その効果はフィードバック反射率、位相、スクイーズ強度、熱的占有に敏感に依存する。
この振る舞いは、コヒーレントフィードバックが単に強化または劣化機構として機能するだけでなく、量子ゆらぎと光力学状態のパラメータ依存相関を工学的に調整可能な資源として作用することを示している。
さらに、過渡状態と定常状態の状態を解析し、スクイーズとパラメトリック増幅が最大のパラメータゲインをもたらすパラメータ領域を同定する。
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