超强光力力学的全光学量子模拟

观测单光子光力效应是腔光力学中一项期望达成的任务。然而，实现超强光力相互作用仍是一大挑战。在此，我们提出一种基于 Fredkin 型相互作用的全光学方案来模拟超强光力耦合，该相互作用由两个交换耦合模式组成，其耦合强度依赖于另一控制器模式中的光子数。根据 Bogoliubov 近似的物理思想，这种耦合增强由位移放大辅助实现，具体通过利用强驱动泵浦两个交换模式之一来完成。我们的数值模拟表明，增强的光力耦合可进入单光子强耦合甚至超强耦合区间。我们还展示了在该系统中宏观量子叠加态的制备以及量子测量中弱到强跃变的实现。本工作将为利用当前实验平台进行单光子光力效应的量子模拟铺平道路。