混合离子中声子激光与非经典态生成的量子理论
量子物理
2026-04-21 v1
摘要
本文对 Behrle 等人在 [T. Behrle, Phys. Rev. Lett. 131 (2023)] 中实现的混合-species 捕获离子声子激光进行了全面的理论阐述，采用半经典均场描述和完整的量子理论。我们推导出二阶相关函数的解析表达式，确认了实验观察到的系统在阈值以上表现出激光行为。基于成功的两离子激光方案，我们提出了一种新方法，实现单个捕获离子声子激光，具有显著的实验优势，并且可以在单个装置中实现多个声子激光器。此外，我们探索了在 squeeze 基底中的激光以及在拉姆-狄克近似的不同 regime 中的情况，突显了产生非经典态具有前景的应用前景。我们分析的基于 squeeze 态的探测协议使用可实现的实验参数，显示出最高可达两个数量级的灵敏度提升。
引用
@article{arxiv.2604.18295,
title = {Quantum theory for phonon lasing and non-classical state generation in mixed-species and single trapped ions},
author = {David Baur and Tanja Behrle and Ivan Rojkov and Jan Jeske and Susanne Yelin and Jonathan Home and Florentin Reiter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18295},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 13 figures