基于含超冷原子或原子玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性混合光机械系统的超精密量子传感与测量
量子物理
2021-04-20 v2
摘要
在本综述中，我们研究一种混合光机械系统（OMS），其中量子微或纳米机械振子（MO）耦合到电磁（EM）辐射压，并由超冷原子系综或原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）构成，如何可用作测量极弱信号的超精密量子传感器。正如任何精密量子测量中所熟知，测量的散粒噪声（SN）与反作用噪声之间的竞争对测量精度施加了限制，即所谓标准量子极限（SQL）。在信号强度甚至低于 SQL 的情形下，需要进行超精密量子传感以突破 SQL。为此，我们综述混合 OMS 中超越 SQL 的三种重要方法：（i）系统量子非破坏（QND）变量的反作用规避测量，（ii）相干量子反作用噪声抵消（CQNC），以及（iii）所谓参数传感，即信号放大与附加噪声抑制同时低于 SQL。此外，我们在本文中首次展示了驱动激光相位的经典涨落（所谓激光相位噪声（LPN））如何影响标准 OMS 中输出光场的功率谱，并引入额外的印迹噪声，使系统总噪声增至 SQL 以上。同样，本综述首次表明，在标准 OMS 中，不可能在将噪声抑制至 SQL 以下的同时放大信号。
引用
@article{arxiv.2011.01336,
title = {Ultra-precision quantum sensing and measurement based on nonlinear hybrid optomechanical systems containing ultracold atoms or atomic Bose-Einstein condensate},
author = {Ali Motazedifard and A. Dalafi and M. H. Naderi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.01336},
year = {2021}
}
备注
Accepted at AVS Quantum Science in AIP publishing for a review collection Book on Quantum Sensing and Metrology. It was an invited article from AVS AIP publishing. Also, It has been chosen as "Editor's Pick"; 32 pages; 12 figures