摘要
作为量子信息科学领域中的一个重要的研究内容，腔光力系统通过利用光辐射压将光学与力学巧妙地联系在一起，从而实现对宏观物体的量子态的操控。腔光力系统成功地建立了经典与量子世界之间的桥梁，并且提供了一个有发展前景的平台来探测宏观物体的量子性质。目前，对腔光力系统的研究不仅为检验量子力学基本原理提供了有力的技术支撑，并且在量子信息处理和量子精密测量等方面有重要应用。随着量子信息技术和科学领域的发展，人们已经在腔光力系统中成功实现了宏观物体的压缩、冷却、量子纠缠和量子导引等量子效应。其中量子纠缠和量子导引作为量子关联，是量子力学的基本特性，在量子信息和量子技术中有重要作用。科学家们通过利用不同的物理机制在腔光力系统中制备和增强机械振子间的量子纠缠和量子导引。例如:在腔光力系统中加入非线性介质，可以增强系统的非线性，实现量子态的制备和增强;利用压缩真空场可以制备量子关联和非经典态。 受上述启发，基于由一个光学腔和两个机械振子构成的三模腔光力系统，通过利用光学参量放大器和压缩真空场，本文提出一种方案在两个机械振子之间产生量子纠缠和单向量子导引。量子纠缠和量子导引可由压缩真空场产生，并通过光学参量放大器的增益显著增强。并且，压缩真空场和光学参量放大器都能有效增强量子纠缠和量子导引对环境温度的鲁棒性。通过光学腔与两个机械振子间不相等的有效光力耦合强度，在系统中引入了非对称性，非对称量子导引因此可以被实现。通过操纵两个有效光机械耦合强度的比值，可以在两个机械振子间实现方向可控性极佳的非对称量子导引，甚至是单向量子导引。并且还可以通过调节环境温度来操控两个机械振子间的量子导引的方向，实现单向量子导引。本文提供了一种有效的方法来产生宏观机械量子纠缠和量子导引，有望应用于量子信息处理领域。
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