Transient Quantum Optomechanics
瞬态量子光力学
基本信息
- 批准号:1205544
- 负责人:
- 金额:$ 45万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-09-01 至 2016-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This work aims to coherently couple light to a macroscopic mechanical oscillator via a radiation pressure force and to explore quantum entanglement between light and the mechanical oscillator in such an optomechanical system. Specific objectives of the project include preparing a macroscopic mechanical oscillator near its motional ground state and entangling the mechanical oscillator with light through a two-mode-squeezing optomechanical process. The experimental effort will focus on the study of transient, instead of steady-state, optomechanical interactions, which should enable entanglement operations in a timescale short compared with the mechanical decoherence time. The project will also develop optomechanical resonators that can feature high mechanical quality factor, ultrahigh optical finesse, as well as strong optomechanical coupling. A particular emphasis is to realize a well-isolated optomechanical system for exploring macroscopic quantum phenomena in an otherwise classical mechanical system. This work makes contributions to education and human resource by providing excellent training to graduate and undergraduate students in areas of both scientific and technological importance.Quantum mechanics, as a fundamental theory, describes the microscopic world of electrons, atoms and molecules and predicts strange or weird behaviors, such as quantum superposition and quantum entanglement. Exquisite control of these quantum behaviors has now been achieved in a variety of microscopic systems. Applying quantum mechanics to otherwise classical objects or systems in the macroscopic world, however, encounters both conceptual and technical issues. The optomechanical system developed in this project provides us a specific experimental platform for investigating quantum behaviors in a macroscopic mechanical system. In such a system, one can control the mechanical motion down to the quantum regime by exploiting the interaction between light and the mechanical motion. Extending the study and control of quantum behaviors to this macroscopic system can potentially shed light on the boundary between the quantum and classical worlds and can also have significant impact on the development of quantum technologies such as such as quantum information processing and precision or ultra-sensitive measurements.
这项工作旨在通过辐射压力连贯将光线与宏观机械振荡器搭配,并探索这种光力学系统中光与机械振荡器之间的量子纠缠。该项目的特定目标包括准备宏观机械振荡器在其运动基态附近,并通过两种模式 - 平方的光学机械过程将机械振荡器纠缠在一起。实验努力将集中于瞬态研究,而不是稳态的光力相互作用,这应该使与机械矫正时间相比,在时间尺度短的时间内使纠缠操作。 该项目还将开发具有高机械质量因子,超高光学精致以及强烈的光力耦合的光学谐振器。 一个特殊的重点是实现一个完善的光力系统,用于探索原本经典的机械系统中的宏观量子现象。 这项工作通过为科学和技术重要性领域的研究生和本科生提供出色的培训来为教育和人力资源做出贡献。作为一种基本理论,Quantum Mechanics描述了电子,原子和分子的微观世界,并预测奇怪或怪异的行为,例如量子超级和量子量和量子。 现在,在各种微观系统中已经实现了对这些量子行为的精致控制。 但是,在宏观世界中,将量子力学应用于其他经典的对象或系统,遇到了概念和技术问题。 该项目中开发的光力学系统为我们提供了一个特定的实验平台,用于研究宏观机械系统中的量子行为。 在这样的系统中,可以通过利用光和机械运动之间的相互作用来控制机械运动到量子状态。 将量子行为的研究和控制扩展到该宏观系统可以潜在地揭示量子世界和古典世界之间的边界,也可能对量子技术的发展产生重大影响,例如量子信息处理以及精度或超敏感性测量。
项目成果
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