混杂腔光力学系统中量子操控的理论研究

Cavity optomechanics is an burgeoning interdiscipline of quantum optics and nano science. Significant research interest in this frontier of optomechanics is motivated by its potential applications in ultrasensitive measurements, quantum information processing, and implementation of novel quantum phenomena at macroscopic scales. In this project, we will investigate quantum coherent control of hybrid optomechanical system. On one hand, we will study the nonclassical properties of photons and phonons in hybrid system combining superconducting circuit and optomechanical cavity. And we will further discuss how to assemble macro quantum state of mechanical resonator using hybrid system. On the other hand, we will study the cavity-mirror-atom polaron excitations of the hybrid system combining cavity QED and optomechanics, and discuss the dynamics of the system under strong coupling regime and its applications in quantum control.

量子腔光力学作为量子光学和纳米科学的交叉学科，是一个迅速发展的研究领域。量子腔光力学在超灵敏测量，量子信息处理，实现宏观尺度的量子现象等方面都有应用价值。本申报项目将开展混杂腔光力学系统的量子相干操控的理论研究。一方面，我们将研究超导量子电路和光力腔的混杂系统中光子和声子的非经典特性。在此基础上，讨论利用混杂系统制备机械振子宏观量子态。另一方面, 我们将研究腔电动力学和腔光力学的混杂系统中光腔，机械振子，原子三者混合的极化子物理，讨论系统在强耦合条件下的动力学行为及其在量子操控上的应用。

量子腔光力学作为量子光学和纳米科学的交叉学科，是一个迅速发展的研究领域。量子腔光力 学在超灵敏测量，量子信息处理，实现宏观尺度的量子现象等方面都有应用价值。本项目研究了混杂腔光力学系统的量子相干操控的一些问题。一方面，我们研究超导量子电路和光力腔的混杂系统中光子输运特性，讨论了基于这些性质的微纳器件，如频率转换器，单光子开关等。另一方面, 我们正着手研究腔电动力学和腔光力学的混杂系统中光腔，机械振子，原子 三者混合的极化子物理，讨论系统在强耦合条件下的动力学行为及其在量子操控上的应用。