Subsistema sin mecánica cuántica con osciladores mecánicos

Área de la Ciencia:

• La mecánica cuántica
• La óptica cuántica
• Optomecánica

Sus antecedentes:

• La mecánica cuántica impone límites fundamentales a la precisión de las mediciones.
• La medición continua de la posición de un oscilador está sujeta a una reacción cuántica.
• La detección de fuerzas débiles y la generación de estados no clásicos son un desafío debido a estos límites.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un método para medir un oscilador mientras se elude la reacción cuántica.
• Realizar un subsistema libre de mecánica cuántica utilizando osciladores micromecánicos acoplados.
• Verificar la eficacia de este subsistema para reducir el ruido de medición y confirmar el entrelazamiento cuántico.

Principales métodos:

• Construcción de un oscilador efectivo a partir de dos osciladores físicos micromecánicos acoplados.
• Ejecución de mediciones de cuadraturas colectivas del sistema acoplado.
• Cuantificación de la evasión de reacción cuántica y el entrelazamiento usando la cantidad de Duan.

Principales resultados:

• Se logró una medición libre de mecánica cuántica evitando la reacción cuántica en 8 decibelios en cuadraturas colectivas.
• Ruido total obtenido dentro de un factor de 2 del límite cuántico completo.
• El entrelazamiento cuántico verificado directamente entre los dos osciladores, con la cantidad de Duan 1.4 decibelios por debajo del límite de separabilidad.

Conclusiones:

• El subsistema desarrollado sin mecánica cuántica reduce efectivamente la retroacción de la medición.
• Esta técnica facilita la detección mejorada de fuerzas débiles y la generación/medida de estados de movimiento no clásicos.
• El entrelazamiento cuántico verificado abre caminos para el procesamiento avanzado de información cuántica y la metrología.