通过χ³微环谐振腔中的简并双泵浦自发四波混频产生薛定谔猫态
该研究团队从理论上研究了基于χ(3)非线性效应的微环谐振腔中,通过简并双泵浦自发四波混频产生非高斯量子态(特别是薛定谔猫态)的过程。通过引入精确解耦自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)项的单位变换,将完整非线性哈密顿量简化为有效的三模相互作用。采用包含腔损耗的Lindblad主方程研究了所得动力学(解耦与完整哈密顿量)。与半经典或参量近似不同,这项完整的量子力学方法明确考虑了量子泵浦耗尽效应,从而能够实现非高斯特征的产生与观测。研究人员计算了维格纳函数、光子数分布、正交方差、法诺因子、施密特数及保真度等参数来表征生成态的特性。
在无耗散情况下,研究发现信号模b̂3或â3展现出明显的非高斯特征:具有结构化的维格纳函数和偶数主导的光子数分布,符合偶数相干态特性。当存在耗散时(γj=0.2),干涉条纹变得微弱,奇数光子数开始出现,但相较于理想态的保真度仍保持较高水平(>0.9),表明该方案具有鲁棒性。泵浦模b̂1或â1保持高斯特性,而两个模均表现出超泊松统计与纠缠度(>2)。研究结果证明,微环谐振腔中的简并双泵浦自发四波混频是耗散条件下产生并操控类猫态的理想平台。

