在广义交叉 Kerr 光机械电路中改善光子阻塞、纠缠与机械猫态生成
量子物理
2025-12-30 v2
摘要
我们提出一种可行的实验方案，以在三体微波光机械电路中改善少光子光机械效应，包括光子阻塞、机械薛定谔猫态生成，以及光子—声子纠缠。所考虑的系统由单库珀对晶体管、微波 LC 谐振腔与微机械谐振腔构成。我们的方案基于额外的更高阶（广义）非线性交叉 Kerr 型耦合，其线性依赖于光子数而二次依赖于机械声子数，可通过调节库珀对晶体管的栅极电荷实现。我们解析与数值地表明，交叉 Kerr 与广义交叉 Kerr 非线性的同时存在不仅可能引发单光子和双光子阻塞以及光子诱导隧穿的增强，还可对它们提供更多的可控性。此外，研究表明在零光机械耦合区，借助广义交叉 Kerr 非线性，可生成对系统耗散具有鲁棒性的多组分机械叠加态。我们也研究了微波模式与机械模式间的稳态纠缠，其结果指明了广义交叉 Kerr 非线性在大多普勒失谐区增强纠缠的作用。所提出的广义交叉 Kerr 光机械系统可在微波量子传感、量子远程通信与量子信息协议中找到潜在应用。
引用
@article{arxiv.2310.02443,
title = {Improving photon blockade, entanglement and mechanical-cat-state generation in a generalized cross-Kerr optomechanical circuit},
author = {Hossein Solki and Ali Motazedifard and Mohammad Hossein Naderi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.02443},
year = {2025}
}