迈向非线性量子热力学

该研究团队近期提出了几种非传统、非线性支持的热力学(TD)装置方案,这些装置通过将多个非关联模式中的热态输入转化为选定模式中的非高斯态输出,可在经典或量子领域运行:包括作为热机运行的四模克尔非线性干涉仪;作为具有空前相位分辨率的相位显微镜运行的两个耦合克尔非线性马赫-曾德尔干涉仪;以及能区分未知非线性量子过程的噪声传感器。这些方案揭示了非线性热力学装置的独特优势:与传统装置不同,它们能以自主、完全相干且无耗散的方式运作。 本文阐述了非线性(NL)量子与经典热力学装置这一新范式面临的机遇与挑战,主要围绕以下方向展开: A) 热力学装置中线性与非线性多模转化的本质区别是什么? B) 非线性热力学装置中经典效应与量子效应的主要差异是什么?量子特性是优势还是劣势? C) 通过相干过程(包括可悖论性地产生非线性哈密顿效应的多原子-浴相互作用)实现极弱光子水平巨非线性效应的确定性方法,与量子领域中基于测量的概率性方法(可实现类似非线性效应)的比较。

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