شبيه سازي سرد‌سازي كوانتومي يك كاواك اپتومكانيكي با استفاده از پايتون

Quantum cooling simulation in an Opto-mechanical cavity, using Python

در فرايند سردسازي اپتومكانيكي كاواك، ميدان اپتيكي ليزر محرك، ميرايي اضافي را بر مد مكانيكي كاواك اعمال مي‌كند و باعث برگشت آن به حالت پايه مي‌شود. در اين تحقيق، سردسازي كوانتومي يك كاواك اپتومكانيكي در تماس با يك منبع حرارتي، توسط جعبه ابزار كوانتوم براي پايتون "كيوتيپ" ، شبيه سازي شده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهند كه فرايند سردسازي كاواك، با افزايش يافتن ضريب واهلش مدهاي اپتيكي و مكانيكي، به ترتيب ديرتر و زودتر اتفاق مي‌افتد همچنين با افزايش يافتن ثابت جفت شدگي بين مدهاي اپتيكي و مكانيكي كاواك، اين فرايند در مدت زمان كوتاه تري انجام مي‌شود. شبيه سازي همچنين نشان مي‌دهد كه با اضافه كردن يك كيوبيت به سامانه فرايند سردسازي كاواك نسبت به قبل، سريع تر صورت مي‌گيرد.

In cavity opto-mechanical cooling, driving laser optical field, exerts extra decay to the mechanical mode of cavity, and cause a return to the ground state. In this study, quantum cooling of an opto-mechanical cavity in contact with a thermal bath, has been simulated by using Quantum Toolbox in Python “QuTiP”. Simulation results show that, the cavity cooling process, takes more time with increasing the decay rate of optical modes and go faster with increasing the decay rate of mechanical modes. Also this process takes less time with the increasing coupling constant of optical and mechanical modes. By adding a qubit to the system, simulation shows that the cooling process could happen faster in compare to the previous.