机械运动量子测量中的 Floquet 动力学
量子物理
2019-12-02 v3
摘要
一个或多个激光场与机械振子之间的辐射压相互作用引发广泛现象:从边带冷却、规避反作用测量到光机械与机械压缩,再到纠缠与运动边带不对称性。在许多方案中(如耗散机械压缩)使用多束激光,从而形成周期驱动的光机械系统。此处我们表明,在这种情况下,由于光机械系统中普遍存在的克尔型非线性,会出现Floquet动力学。具体而言,采用多个探测音调,我们在一个被边带冷却至40%基态占据的硅光机械晶体上进行了运动边带不对称性测量(一种宏观量子效应)。我们表明,由多泵浦音调引起的Floquet动力学,通过重新分配初始独立散射的热机械边带间的热涨落与量子涨落,人为改变了运动边带不对称性。对于呈现大频率分离的泵浦音调,该动力学被抑制,并实现了精确的量子噪声测温。我们建立了基于Floquet理论的数学模型,准确描述了观测结果。所得动力学可理解为源于傅里叶模式间的合成规范场,该场由克尔型响应的相位滞后所产生。这一新现象对利用多泵浦音调的方案具有广泛影响,如规避反作用测量、耗散光学压缩、耗散机械压缩与量子噪声测温中所常用者。我们的观测同样可用于光机械Floquet工程,例如通过周期时间调制生成声子的拓扑相。
引用
@article{arxiv.1805.12364,
title = {Floquet dynamics in quantum measurement of mechanical motion},
author = {Liu Qiu and Itay Shomroni and Marie A. Ioannou and Nicolas Piro and Daniel Malz and Andreas Nunnenkamp and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.12364},
year = {2019}
}