• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

基于光力学的量子极限定向放大器

Quantum-Limited Directional Amplifiers with Optomechanics.

作者信息

Malz Daniel, Tóth László D, Bernier Nathan R, Feofanov Alexey K, Kippenberg Tobias J, Nunnenkamp Andreas

机构信息

Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge CB3 0HE, United Kingdom.

Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne 1015, Switzerland.

出版信息

Phys Rev Lett. 2018 Jan 12;120(2):023601. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.023601.

DOI:10.1103/PhysRevLett.120.023601
PMID:29376677
Abstract

Directional amplifiers are an important resource in quantum-information processing, as they protect sensitive quantum systems from excess noise. Here, we propose an implementation of phase-preserving and phase-sensitive directional amplifiers for microwave signals in an electromechanical setup comprising two microwave cavities and two mechanical resonators. We show that both can reach their respective quantum limits on added noise. In the reverse direction, they emit thermal noise stemming from the mechanical resonators; we discuss how this noise can be suppressed, a crucial aspect for technological applications. The isolation bandwidth in both is of the order of the mechanical linewidth divided by the amplitude gain. We derive the bandwidth and gain-bandwidth product for both and find that the phase-sensitive amplifier has an unlimited gain-bandwidth product. Our study represents an important step toward flexible, on-chip integrated nonreciprocal amplifiers of microwave signals.

摘要

定向放大器是量子信息处理中的一种重要资源,因为它们能保护敏感量子系统免受过多噪声的影响。在此,我们提出一种在包含两个微波腔和两个机械谐振器的机电装置中实现用于微波信号的保相和相敏定向放大器的方案。我们表明两者都能在附加噪声方面达到各自的量子极限。在反向时,它们会发射源自机械谐振器的热噪声;我们讨论了如何抑制这种噪声,这对技术应用而言是一个关键方面。两者的隔离带宽约为机械线宽除以幅度增益。我们推导了两者的带宽和增益带宽积,发现相敏放大器具有无限的增益带宽积。我们的研究是朝着实现灵活的、片上集成的微波信号非互易放大器迈出的重要一步。

相似文献

1
Quantum-Limited Directional Amplifiers with Optomechanics.基于光力学的量子极限定向放大器
Phys Rev Lett. 2018 Jan 12;120(2):023601. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.023601.
2
Quantum-limited directional amplifier based on a triple-cavity optomechanical system.基于三腔光机械系统的量子极限定向放大器。
Opt Express. 2018 Jun 11;26(12):15255-15267. doi: 10.1364/OE.26.015255.
3
Nonreciprocal Microwave Signal Processing with a Field-Programmable Josephson Amplifier.基于现场可编程约瑟夫森放大器的非互易微波信号处理
Phys Rev Appl. 2017 Feb;7(2). doi: 10.1103/physrevapplied.7.024028.
4
A near-quantum-limited Josephson traveling-wave parametric amplifier.一种近量子限制的约瑟夫森行波参量放大器。
Science. 2015 Oct 16;350(6258):307-10. doi: 10.1126/science.aaa8525. Epub 2015 Sep 3.
5
Phase-preserving amplification near the quantum limit with a Josephson ring modulator.约瑟夫森环调制器在量子极限附近的相位保持放大。
Nature. 2010 May 6;465(7294):64-8. doi: 10.1038/nature09035.
6
Manipulating the Flow of Thermal Noise in Quantum Devices.操控量子器件中的热噪声流。
Phys Rev Lett. 2018 Feb 9;120(6):060601. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.060601.
7
Quantum-limited amplification via reservoir engineering.通过储层工程实现量子限制放大。
Phys Rev Lett. 2014 Apr 4;112(13):133904. doi: 10.1103/PhysRevLett.112.133904.
8
Nonreciprocal reconfigurable microwave optomechanical circuit.非互易可重构微波光机械电路。
Nat Commun. 2017 Sep 19;8(1):604. doi: 10.1038/s41467-017-00447-1.
9
Nonreciprocal light transmission via optomechanical parametric interactions.通过光机械参量相互作用实现的非互易光传输。
Opt Lett. 2022 Mar 1;47(5):1182-1185. doi: 10.1364/OL.446367.
10
Quantum-limited amplification and parametric instability in the reversed dissipation regime of cavity optomechanics.腔光力学反向耗散 regime 中的量子极限放大与参量不稳定性 。 (注:这里“regime”常见释义为“政权;政体;管理制度”等,在物理语境中可灵活理解为“状态、机制、 regime 等,这里直接保留英文未翻译,因为可能是特定物理术语中的特定表述,需要结合专业知识进一步准确理解其确切含义并翻译得更准确,但仅按要求直接翻译的话就是上述内容)
Phys Rev Lett. 2014 Jul 11;113(2):023604. doi: 10.1103/PhysRevLett.113.023604.

引用本文的文献

1
Tunable optical nonreciprocity in double-cavity optomechanical system with nonreciprocal coupling.具有非互易耦合的双腔光机械系统中的可调谐光学非互易性
Sci Rep. 2025 Jan 27;15(1):3345. doi: 10.1038/s41598-025-87630-3.
2
Parity-dependent unidirectional and chiral photon transfer in reversed-dissipation cavity optomechanics.反向耗散腔光力学中奇偶性依赖的单向和手性光子转移
Fundam Res. 2022 Sep 22;3(1):21-29. doi: 10.1016/j.fmre.2022.09.007. eCollection 2023 Jan.
3
Topological optomechanical amplifier in synthetic -symmetry.合成对称中的拓扑光机械放大器
Nanophotonics. 2022 Feb 14;11(6):1149-1158. doi: 10.1515/nanoph-2021-0721. eCollection 2022 Feb.
4
Gradient-induced long-range optical pulling force based on photonic band gap.基于光子带隙的梯度诱导远程光学拉力
Light Sci Appl. 2024 Apr 24;13(1):93. doi: 10.1038/s41377-024-01452-y.
5
Low Noise Opto-Electro-Mechanical Modulator for RF-to-Optical Transduction in Quantum Communications.用于量子通信中射频到光转换的低噪声光机电调制器。
Entropy (Basel). 2023 Jul 19;25(7):1087. doi: 10.3390/e25071087.
6
Intermodal coupling spectroscopy of mechanical modes in microcantilevers.微悬臂梁中机械模式的多模耦合光谱学
Beilstein J Nanotechnol. 2023 Jan 19;14:123-132. doi: 10.3762/bjnano.14.13. eCollection 2023.
7
Cooling photon-pressure circuits into the quantum regime.将光子压力电路冷却至量子状态。
Sci Adv. 2021 Oct 15;7(42):eabg6653. doi: 10.1126/sciadv.abg6653.
8
2D Dynamic Directional Amplification (DDA) in Phononic Metamaterials.声子超材料中的二维动态定向放大(DDA)
Materials (Basel). 2021 Apr 29;14(9):2302. doi: 10.3390/ma14092302.
9
Loss-induced nonreciprocity.损耗诱导的非互易性。
Light Sci Appl. 2021 Feb 4;10(1):30. doi: 10.1038/s41377-021-00464-2.
10
Topological framework for directional amplification in driven-dissipative cavity arrays.驱动耗散腔阵列中定向放大的拓扑框架。
Nat Commun. 2020 Jun 19;11(1):3149. doi: 10.1038/s41467-020-16863-9.