論文の概要: Vacuum amplification across a programmable bosonic Bogoliubov stability boundary in a trapped-ion chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.41033v1
- Date: Thu, 29 Oct 2026 22:25:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-02 22:05:31.507469
- Title: Vacuum amplification across a programmable bosonic Bogoliubov stability boundary in a trapped-ion chain
- Title（参考訳）: 捕捉イオン鎖におけるボゴリューボフ安定境界の真空増幅
- Abstract要約: 閉二次系では、ペア生成はモードのエネルギー分割と競合し、ペア化が分割を克服すれば、成長は指数関数的に変化する。
ここでは、この競合をトラップイオン鎖の2つの運動モードで実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.36162157327647
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A quantum oscillator always carries vacuum fluctuations, and modulating its parameters converts them into correlated pairs of real quanta. This vacuum amplification underlies squeezed light and Hawking radiation. In a closed quadratic system, pair creation competes with the energy splitting of the modes, and growth turns exponential only once pairing overcomes the splitting. Here we realize this competition in two motional modes of a trapped-ion chain. A two-mode-squeezing drive creates the pairs, and a beam-splitter coupling splits the motion into two coupled modes at different frequencies. The two rates are tuned and calibrated independently. Starting near the motional ground state, we cross the stability boundary in two ways. First, with the drive at the sum of the two bare-mode frequencies, the phonon number stays bounded until the pairing rate exceeds the splitting and grows exponentially beyond it. Second, tuning the drive into resonance with one coupled mode lowers the threshold to zero, and only that mode is amplified into a squeezed vacuum. Separate control of the two interactions makes the threshold for vacuum amplification programmable. This control can be used to simulate particle creation and quantum phase transitions, and to operate parametrically driven bosonic devices close to their stability limit.
- Abstract（参考訳）: 量子発振器は常に真空のゆらぎを持ち、そのパラメータを変調して実量子の相関対に変換する。
この真空増幅は、硬化した光とホーキング放射を増幅する。
閉二次系では、ペア生成はモードのエネルギー分割と競合し、ペア化が分割を克服すれば、成長は指数関数的に変化する。
ここでは、この競合をトラップイオン鎖の2つの運動モードで実現する。
2モードのスクイーズ駆動によりペアが生成され、ビームスプリッター結合により異なる周波数で2つの結合モードに分割される。
2つのレートは独立して調整され、調整される。
運動基底状態の近傍から、安定性境界を2つの方法で横切る。
第一に、2つの素モード周波数の総和での駆動では、ペアリングレートが分割を超えるまでフォノン数は束縛され、指数関数的に増大する。
第二に、1つの結合モードでドライブを共振させるとしきい値が0に低下し、そのモードだけが圧縮真空に増幅される。
2つの相互作用の分離制御により、真空増幅のしきい値がプログラム可能である。
この制御は、粒子の生成と量子相転移をシミュレートし、その安定性限界に近いパラメトリック駆動のボソニックデバイスを操作するために用いられる。
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