Par de fônons não clássicos

Pares de fótons correlacionados quânticos são recursos cruciais para a ciência moderna da informação quântica. Da mesma forma, a geração confiável de pares de fônons não clássicos é vital para o avanço de dispositivos quânticos sólidos engenheiráveis e redes quânticas híbridas baseadas em fônons. Aqui, apresentamos uma abordagem nova para gerar pares de fônons correlacionados quânticos em uma microestrutura de silício suspensa, inicializada em seu estado fundamental de movimento. Ao implementar simultaneamente pulsos laser com desvio para o vermelho e desvio para o azul, uma não linearidade optomecânica de alta ordem equivalente -- especificamente, um processo efetivo de mistura de quatro ondas optomecânicas -- é alcançada para gerar um par de fônons não clássicos, que é então lido por meio de um pulso subsequente com desvio para o vermelho. Demonstramos a natureza não clássica do par de fônons gerado através da violação da desigualdade de Cauchy-Schwarz. Nosso par de fônons observado experimentalmente viola o limite clássico em mais de 5 desvios padrão e mantém um tempo de decoerência de 132 ns. Este trabalho revela uma nova manipulação quântica dos estados de fônons possibilitada por uma não linearidade optomecânica de alta ordem equivalente dentro de um esquema de pulsos e fornece um valioso recurso quântico para computação quântica mecânica.