Letter

光学:微小機械共振器と光共振器場の強い結合の観測

Nature 460, 7256 doi: 10.1038/nature08171

大規模な機械共振器のコヒーレント量子制御の実現は、現在の研究の到達目標の1つである。ナノ機械デバイスや微小機械デバイスは、さまざまな系と結合できる。例えば、静電結合や磁気結合によって単一電子と、放射圧や光双極子力によって光子と結合させることができる。これまで、そのような実験のすべてが、機械的デバイスとその結合相手との間の可逆的なエネルギー交換が個々の系の局所環境への高速デコヒーレンスによって抑制される弱い結合様式で行われていた。制御された量子実験は、そのような弱い結合様式では原理的に不可能であり、強い結合が必要となる。これまで、原子と光子(共振器量子電気力学との関連で)や固体キュービットと光子など、微視的量子系の間でしか、これは実証されていなかった。強い結合は、スクイーズド状態やもつれ状態などの機械的量子状態を作るために、また、量子情報処理との関連で量子トランスデューサーなどとして機械共振器を用いるために不可欠な条件である。今回我々は、共振器の光子と機械共振器の強い結合の明確な証拠となる光機械ノーマルモード分裂の観測について報告する。これは、ナノ機械デバイスや微小機械デバイスの完全な量子光学的制御への道を開くものである。

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