1量子光学技術センター、新技術センター、ワルシャワ大学、バナチャ 2c、02-097 ワルシャワ、ポーランド
2ワルシャワ大学物理学部、Pasteura 5、02-093ポーランド、ワルシャワ
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抽象
オプトメカニカル システムは、特に巨視的レベルで量子挙動を観察するための最も有望なプラットフォームの XNUMX つになりつつあります。 さらに、最先端の製造方法のおかげで、構成要素の機械的自由度と光学的自由度の間の非線形相互作用の領域に入る可能性があります。 この作業では、この新しい機会が新世代のオプトメカニカル センサーの構築にどのように役立つかを示します。 キャビティから漏れる光子の時間分解カウントに基づく検出スキームを使用した標準的なオプトメカニカル セットアップを検討します。 シミュレーションを実行し、ベイジアン推論に頼ることにより、検出された光子の非古典的な相関関係がリアルタイムでセンサーのパフォーマンスを決定的に向上させる可能性があることを示します。 私たちの研究は、そのようなデバイスの設計に新しい方向性を刺激する可能性があると信じていますが、私たちの方法は、非線形の光と物質の相互作用と光子検出を利用する他のプラットフォームにも適用されます。
主な画像: 連続フォトンカウンティングによるセンシングに基づく事後分布。
人気の要約
一方、量子センシング タスクのためのシステムの継続的な監視を含む技術は、非常に効果的であることが実証されています。 ここでは、システムを特定の状態に準備して最適な単発測定を実行する代わりに、システムを時間の経過とともに進化させ、その排出統計を監視します。 そうすることで、単一の量子軌道からでも、未知のシステムパラメータをうまく推定することができます。
ここでは、非線形オプトメカニカル システムの光子統計を使用してこれら XNUMX つの観測結果を組み合わせ、オプトメカニカル結合強度などの未知のパラメーターを推定します。 非線形オプトメカニカル システムの非古典的な統計が、比較的少ない数の光子放出であっても、単一の量子軌道からどのように優れた結果を生み出すかがわかります。 ベイジアン推論の手法を利用して、事後分布を取得し、最適なシングル ショット測定のセンシング パフォーマンスと比較することができます。 十分な時間が経過すると、連続監視システムがシングルショット測定で測定されたシステムよりも優れた性能を発揮できることを実証し、オプトメカニカルデバイスの潜在的な新しいセンシングスキームを設計するための有用な洞察を提供します。
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