Our website uses cookies to manage some features and to show you news and announces in selected language. By clicking on OK button, you accept the use of cookies.
Group of
Квантовая оптомеханика
Фарит Халили
Научный руководитель
Group publications
About the Group
Тематикой группы является квантовая теория измерений, которая исследует квантовые ограничения точности измерения физических величин и способы их обхода. В силу быстрого прогресса квантовых технологий, сейчас эти ограничения становятся актуальными для макроскопических объектов.
Группа исследует фундаментальные ограничения точности измерения физических величин и способы их преодоления. В качестве примера можно привести оптические интерферометры. В случае использования "обычного" когерентного состояния света, их фазовая чувствительность ограничивается так называемым пределом дробового шума, вытекающего из соотношения неопределенности для квадратур (то есть синусной и косинусной компонент) зондирующего света. Другой пример — это механические сенсоры малых сил и смещений. Для них при использовании "обычных" методов измерений чувствительность ограничивается стандартным квантовым пределом, который следует из соотношения неопределенности для координаты и импульса пробного объекта.
Оба этих предела не являются абсолютными и могут быть преодолены с использованием более изощренных квантовых состояний света и методов измерений, что становится практически возможным в результате быстрого прогресса квантовых технологий. Наиболее известный пример — это лазерные детекторы гравитационных волн, чувствительность которых превышает предел дробового шума за счет использования сжатых квантовых состояний света.
В число целей деятельности группы входят:
➣ исследование квантовых пределов чувствительности и методов их преодоления в измерителях малых сил и смещений;
➣ исследование фундаментальных ограничений чувствительности точности измерения в оптических интерферометрах;
➣ разработка квантовых сенсоров, использующих диэлектрические нелинейности в оптических микрорезонаторах.
Research Areas
- 1
Фундаментальные пределы чувствительности для интерферометрического измерения фазы - 2
Теория нестационарных линейных оптомеханических измерений - 3
"Истинно квантовые" негауссовские состояния - 4
Теоретическая разработка схем оптических квантовых измерений, основанных на сверхвысокодобротных оптических микрорезонаторах.
Members
Дария Салыкина Научный сотрудник
Валентин Горшенин Младший научный сотрудник
Булат Нугманов Младший научный сотрудник
Даниил Шахбазьянц Младший научный сотрудник
Иван Юрчиков Младший научный сотрудник
History
2017 Присоединение к РКЦ ведущего теоретика в области квантовых измерений профессора Фарита Халили.
2019 Создание теоретической группы «Квантовая оптомеханика» в рамках РКЦ.
2020 Разработана стратегия генерации неклассических состояний света в нелинейном оптическом микрорезонаторе (совместно с группой И. Биленко).
Представлена первая экспериментальная демонстрация устойчивой к неэффективности фотодетектирования схемы интерферометра с чувствительностью, превышающей предел дробового шума.
2021 Разработана единая теория двух фундаментальных пределов в оптомеханических измерениях – квантового предела Крамера-Рао и диссипативного квантового предела.
2022 Показано, что лучшие современные монолитные микрорезонаторы позволяют реализовать точность измерения, превышающую стандартный квантовый предел (совместно с группой И. Биленко).
Предложена и теоретически исследована новая схема квантового сенсора малых сил, использующая нестационарную оптическую накачку.
2023 Проанализированы квантовые пределы чувствительности оптических интерферометров, как линейных, так и нелинейных.
Теоретически проанализирован новый вариант схемы квантового невозмущающего измерения числа квантов, использующий сжатое квантовое состояние пробной волны.
2024 Предложен новый тип оптической жесткости, использующий последовательность двух взаимодействий света с механическим объектом.
Показано, что, используя негауссовские состояния света, можно достоверно обнаруживать заданный фазовый сдвиг в интерферометрах.
2025 Показано, что используя сжатие света внутри микрорезонатора, можно реализовать однофотонную чувствительности для невозмущающего измерения числа фотонов.
Предложен принципиально новый метод приготовления "ярких" (многофотонных) состояний негауссовских состояний типа “кот Шредингера” в оптических микрорезонаторах.
Предложена новая концепция сенсора малых сил, сочетающая широкополосный выигрыш в чувствительности с дополнительным низкочастотным минимумом квантового шуме, создаваемым за счет эффекта оптической жесткости.
Photos
D. Salykina, S. Balybin, and F. Y. Khalili, Phys. Rev. A 111, 013715 (2025)
