腔光力学中线性测量的表征：实例与应用

对物理测量的详细理解对于设计高效的计量策略和测量反馈方案，以及寻找测量灵敏度的基本限制至关重要。在量子体系中，作为海森堡原理的直接结果，测量通过测量反作用修改感兴趣系统的状态。在腔光力学和电力学中，存在大量利用电磁场测量机械运动的策略，每种策略都会在测量不精确性和反作用之间产生不同的竞争。虽然这种技术范围允许光力学和电力学设备的广泛应用，但它使得直接比较不同测量方法变得困难。我们开发了一种形式体系，使用几个相关品质因数来量化光力学测量的性能。我们的方法受到量子光学中类似刻画的启发，并量化了量子测量的主要属性——区分不同量子态的能力以及在测量噪声存在下信号的保持。我们在最常见的光力学测量——位移检测、相干量子噪声消除和量子非破坏测量——上展示了我们的概念，并对光力学非破坏测量中的误差进行了详细分析。这些新获得的知识使我们能够提出一种利用相干散射的悬浮动力学中量子非破坏测量的策略。我们的结果补充了关于线性光力学相互作用的现有知识，并为理解光力学测量开辟了道路，从而也允许光力学器件在基础物理和量子技术中的新应用。