주파수 잡음으로 증폭하는 저품질 양자 진동자의 영점 플럭투에이션 검출

초록

본 논문은 낮은 품질(Q) 계수를 가진 양자 브라운 운동 진동기에 가변적인 곱셈 주파수 잡음을 주입해, 진동기의 비리얼 비(R=⟨K⟩/⟨V⟩)가 영점 플럭투에이션에 의해 발생하는 미세한 편차를 증폭시키는 방법을 제시한다. 증폭 인자 W=QDΩ/(1−QDΩ) 를 이용해 에너지 측정 혹은 열 흐름 측정으로 미지의 열욕의 양자·고전적 성질을 판별할 수 있다.

상세 분석

본 연구는 고품질(Q) 진동기가 메트롤로지에 필수적이라는 전통적 관점을 뒤집어, 오히려 낮은 Q와 강한 환경 결합을 자원으로 활용한다. 핵심 아이디어는 진동기의 고유 주파수 Ω에 백색 화이트 노이즈 φ(t) 를 곱해 Ω(t)=Ω