杂化光力系统量子特性相干控制研究

Optomechanics has attracted considerable attentation in recent years. It plays a key role in the basic theroy such as the macroscopic entanglement and application such as the detectation of the gravational wave. This proposal suggests that by placing an additional Kerr medium in the cavity, the quantum properties of optomechanics, such as entanglement or squeezeing, can be coherently controlled. In this project, inspired the equivalence between optomechanic and cavity Bose-Einstein condensate, we will study the effect of Kerr interaction on the bistability, the structur of energy band, and the entanglement of the cavity Bose-Enistein condensate. We will also study the effect of Kerr interaction on the quantum properties, especial entanglement and squeezing, of a usual optomechaics and a hybrid optomechanics composed by cavity, cold atoms, and a mechaical resonator. This project not only is meanful to understand the quantumness beyond the microscopoic level, but also helpful to fabricate the controllable quantum devices in future.

光力系统(optomechanics)是国际上最近一个受广泛关注的研究方向。 它在基础理论如宏观纠缠和实际应用如重力波探测等方面都起着十分重要的作用。 本项目提出利用在共振腔中外加光学克尔介质，调控杂化光力系统的纠缠和压缩等量子特性。在本项目中，基于腔-玻色爱因斯坦凝聚系统与光力系统的等效性，我们将在已有工作的基础上研究克尔介质对腔-玻色爱因斯坦凝聚系统的双稳态，能带结构和纠缠等特性的调控作用，以及克尔介质对一般光压耦合光力系统和腔场-冷原子-机械振子杂化光力系统的纠缠和压缩等量子特性的调控作用。 本项目不但对理解超越微观层次的量子现象具有重要的科学意义，而且也对将来制造可控性量子器件有重要的参考价值。

光力系统是最近一个受广泛关注的研究方向。 它在基础理论如宏观纠缠和实际应用如重力波探测等方面都起着十分重要的作用。在项目中，我们研究了脉冲型光力系统，发现该系统可以实现超越标准量子极限的参数估计精度。进一步的研究发现，该系统可以利用的量子资源主要是量子压缩。我们还发现了光力系统具有宏观量子相干性，基于光力纠缠理论，提出了实验上可行的基于光力系统的量子相干探测方案。我们提出了利用量子反馈提高量子优化估计的参数估计精度。另外，我们还开展了与项目相关的其他研究课题，包括自旋链系统的BKT 相变、冷原子系统的拓扑性质、自旋轨道耦合量子点的能级交叉以及单量子比特的多参数估计等。这些研究不但对理解超越微观层次的量子现象具有重要的科学意义，而且也对将来制造可控性量子器件有重要的参考价值。