Левитирующие оптомеханические системы для задач квантовой информации

Quantum Technology Centre seminar
Speaker(s)
Aндрей Рахубовский
Affiliation
Palacky University, Olomouc
Date and time
Venue
Large Conference Hall (MSU Research Equipment Sharing Center)
Abstract

Оптомеханические резонаторы, в которых электромагнитное излучение и колебания механического осциллятора связаны пондеромоторным взаимодействием, успешно применяются для решения метрологических задач от силовой микроскопии до детектирования гравитационных волн. Значительный интерес вызывают оптомеханические системы, в которых механический осциллятор представлен диэлектрической частицей, левитирующей в оптической ловушке. Контроль над оптической ловушкой гарантирует высокую механическую добротность гармонических колебаний центра масс частицы и, кроме того, обеспечивает доступ к нелинейному режиму колебаний в искусственно сконструированном потенциале ловушки.

В данной теоретической работе произведен анализ квантово-механического сжатия механических колебаний частицы, левитирующей в квадратичном потенциале, посредством параметрической накачки на суммарной частоте и последующего оптического детектирования. Показано, что сжатие требует детектирования оптической моды, обладающей оптимальным временным профилем. Анализируется также динамика частицы в суперпозиции квадратического и кубического потенциалов. Доказывается, что оптимальное периодическое включение кубического потенциала позволяет достичь существенно негауссовых квантовых состояний частицы, характеризующихся отрицательными значениями функции Вигнера и сжатием нелинейной комбинации квадратурных компонент. Последнее является важным ресурсом для квантовых вычислений, основанных на измерениях (measurement-based quantum computation). Предложенные схемы проанализированы с учетом актуальных условий современного эксперимента.

Seminar language
Russian
Presentation file