关于非线性纳米机械共振腔的纳米机械QED效应的理论研究

When natural frequency of nanomechanical resonator exceeds 1GHz, its quantum properties behaves obviously, quantum mechanics will dominate the progress of nanomechanical QED effect. Our interests are: nonlinear response of nanomechanical resonator leads to the issues of quantum measurement and manipulation of quantum state in classical-quantum divide. Thus there exists our project that, applying cavity QED theory and open quantum system method, we can explore the behavior of nanomechanical QED system in classical-quantum divide and provide reliable protocols to perform quantum measurement and quantum control. Also, we can study quantum decoherence of nanomechanical resonator in other coupled system (optomechanical system).

共振频率达到1GHz 量级的纳米机械共振腔表现出明显的量子特性，使得纳米机械QED系统（纳米机械共振腔与超导量子比特组成的耦合系统）的研究进入由量子力学起主导作用的阶段。申请项目的研究重点是：具有非线性振动特征的纳米机械共振腔在纳米机械QED 耦合系统中量子态测量和相干操纵及其在量子经典边界所呈现的丰富现象。我们的研究计划是：应用腔QED 和量子开系统的理论和方法，分析和提供切实可行的量子态测量和量子控制方案，深入探索和理解耦合系统在量子经典边界的行为,同时研究纳米机械共振腔相关固体系统（如光力系统）的量子特性（如量子退相干等）。

应用数值模拟（Qutip）与解析计算（微观主方程和衰减基方法）相结合的方式，我们主要研究了光力系统的单光子自发辐射、超导电路中的孤子脉冲传播和弱驱动Jaynes-Cummings模型的耗散动力学演化等物理问题。共计发表文章4篇（3篇 SCI 检索，1篇核心期刊检索）。与项目现有结果相结合，我们继续开展了量子开放系统的非马尔可夫动力学相关问题探索和研究，期望帮助我们探索和理解探索相关物理系统的量子态操纵和退相干等量子特性，丰富项目的研究内容。