研究目的
研究光机械薛定谔猫态的创建、存储和检索方法，重点关注量子存储协议及退相干效应。
研究成果
该研究证明了利用量子存储协议创建、存储和检索光力薛定谔猫态的可行性。结果表明，在实际参数值下，最多包含九个机械声子的猫态可被短期存储。研究强调了降低损耗率和机械库温度对于实现更大规模猫态的重要性。
研究不足
该研究属于理论性研究，依赖于数值模拟。实际实施面临热效应导致的退相干、光学损耗和机械损耗等挑战。当前实验参数限制了可存储猫态的规模。
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光机械猫态的创建、存储与检索
DOI：10.1103/PhysRevA.98.063814
期刊：Physical Review A
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
我们分析了一种用于创建、存储和检索光力薛定谔猫态的方法，其中包含机械振子两种不同宏观状态的量子叠加。在该量子存储协议中，首先在光学腔内制备光学猫态，随后将其转移至机械模式进行存储，并通过控制场实现后续读取。我们采用正P相空间表示法对光力猫态的量子存储协议进行数值模拟——该方法为猫态提供了紧凑的正值表示，从而能对这种高度非经典的量子系统进行概率性模拟。有效实施模拟必须采用重要性采样技术。为验证猫态量子存储的有效性，我们考察了多种猫态特征指标并展示其计算方法。同时通过解析求解简化模型的标准主方程，研究退相干效应对猫态的影响，从而与数值结果进行对比。针对维格纳函数负性这一猫态特征指标，我们解析推导出给定机械振子环境温度下负性消失所需时间的上界，并证明其与数值方法的一致性。这些精确解方案能完整处理实验中的退相干效应，该实验涉及利用时域模式匹配的输入输出脉冲来创建、存储和检索机械猫态。我们的分析涵盖了光力振子的内部光模与机械模，以及与之纠缠的全部输入输出场模集合。该模型包含了机械库热效应导致的退相干，以及光学损耗和机械损耗。
作者：
R. Y. Teh，S. Kiesewetter，P. D. Drummond，M. D. Reid
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