Interferómetros y relojes de átomos diferenciales mejorados cuánticamente con intercambio de compresión de espín

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petirrojo^1,2, Marco Malitesta¹, augusto smerzi¹y luca pezze¹

¹QSTAR, INO-CNR y LENS, Largo Enrico Fermi 2, 50125 Florencia, Italia.
²LNE-SYRTE, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université 61 avenue de l'Observatoire, 75014 París, Francia

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Resumen

Gracias al rechazo de ruido de modo común, las configuraciones diferenciales son cruciales para aplicaciones realistas de estimación de fase y frecuencia con interferómetros atómicos. Actualmente, los protocolos diferenciales con partículas no correlacionadas y configuraciones de modo separable alcanzan una sensibilidad limitada por el límite cuántico estándar (SQL). Aquí mostramos que la interferometría diferencial puede entenderse como un problema de estimación multiparámetro distribuido y puede beneficiarse tanto del entrelazamiento de modo como de partículas. Nuestro protocolo utiliza un solo estado de espín comprimido que se cambia de modo entre los modos interferométricos comunes. El cambio de modo está optimizado para estimar el cambio de fase diferencial con sensibilidad sub-SQL. Los cálculos numéricos están respaldados por aproximaciones analíticas que guían la optimización del protocolo. El esquema también se prueba con simulación de ruido en relojes atómicos e interferómetros.

Interferómetros y relojes de átomos diferenciales mejorados cuánticamente con inteligencia de datos PlatoBlockchain de intercambio por compresión de espín. Búsqueda vertical. Ai.

Resumen popular

Gracias al rechazo de ruido de modo común, las configuraciones diferenciales son cruciales para aplicaciones realistas de estimación de fase y frecuencia con interferómetros atómicos.
Actualmente, los protocolos diferenciales con partículas no correlacionadas y configuraciones de modo separable alcanzan una sensibilidad limitada por el límite cuántico estándar (SQL).
Aquí mostramos que la interferometría diferencial puede entenderse como un problema de estimación multiparámetro distribuido y puede beneficiarse tanto del entrelazamiento de modo como de partículas.
Nuestro protocolo utiliza un solo estado de espín comprimido que se cambia de modo entre los modos interferométricos comunes.
El cambio de modo está optimizado para estimar el cambio de fase diferencial con sensibilidad sub-SQL.

► datos BibTeX

@article{Corgier2023quantumenhanced, doi = {10.22331/q-2023-03-30-965}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-30-965}, title = {Quantum- interferómetros de átomos diferenciales mejorados y relojes con intercambio de compresión de espín}, autor = {Corgier, Robin y Malitesta, Marco y Smerzi, Augusto y Pezz{`{e}}, Luca}, revista = {{Quantum}}, issn = { 2521-327X}, editorial = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volumen = {7}, páginas = {965}, mes = marzo, año = {2023} }

► referencias

[ 1 ] PR Berman, Interferometría Atómica. Prensa académica, San Diego, 1997. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-092460-8.X5000-0.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-092460-8.X5000-0

[ 2 ] AD Cronin, J. Schmiedmayer y DE Pritchard, Óptica e interferometría con átomos y moléculas, Reviews of Modern Physics, 81, 1051 (2009). DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1051.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1051

[ 3 ] GM Tino y MA Kasevich, Atom Interferometry: Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi”, Course 188 Societá Italiana di Fisica, Bolonia, 2014. ISBN impreso: 978-1-61499-447-3.

[ 4 ] MS Safronova, D. Budker, D. DeMille, DFJ Kimball, A. Derevianko y CW Clark, Búsqueda de nueva física con átomos y moléculas, Rev. Mod. física 90, 025008 (2018). DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.025008.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.025008

[ 5 ] K. Bongs, M. Holynski, J. Vovrosh, P. Bouyer, G. Condon, E. Rasel, C. Schubert, WP Schleich y A. Roura, Llevando los sensores cuánticos interferométricos atómicos del laboratorio a las aplicaciones del mundo real, Nature Reviews Physics 1, 731 (2019). DOI: https://doi.org/10.1038/s42254-019-0117-4.
https://doi.org/10.1038/s42254-019-0117-4

[ 6 ] R. Geiger, A. Landragin, S. Merlet y F. Pereira Dos Santos, Mediciones inerciales de alta precisión con sensores de átomos fríos, AVS Quantum Sci. 2, 024702 (2020). DOI: https://doi.org/10.1116/5.0009093.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0009093

[ 7 ] N. Poli, CW Oates, P. Gill y GM Tino, Relojes atómicos ópticos, La Rivista del Nuovo Cimento, 36, 555 (2013). DOI: https://doi.org/10.1393/ncr/i2013-10095-x.
https:///doi.org/10.1393/ncr/i2013-10095-x

[ 8 ] AD Ludlow, MM Boyd, J. Ye, E. Peik y PO Schmidt, Relojes atómicos ópticos, Rev. Mod. física 87, 637 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.87.637.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.87.637

[ 9 ] GT Foster, JB Fixler, JM McGuirk y MA Kasevich, Método de extracción de fase entre interferómetros de átomos acoplados usando ajuste específico de elipse, Opc. Letón. 27, 951 (2002). DOI: https://doi.org/10.1364/OL.27.000951.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.27.000951

[ 10 ] K. Eckert, P. Hyllus, D. Bruß, UV Poulsen, M. Lewenstein, C. Jentsch, T. Müller, EM Rasel y W. Ertmer, Interferometría atómica diferencial más allá del límite cuántico estándar, Phys. Rev. A 73, 013814 (2006). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.73.013814.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.013814

[ 11 ] JK Stockton, X. Wu y MA Kasevich, estimación bayesiana de la fase del interferómetro diferencial, Phys. Rev. A 76, 033613 (2007). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.76.033613.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.033613

[ 12 ] G. Varoquaux, RA Nyman, R. Geiger, P. Cheinet, A. Landragin y P. Bouyer, Cómo estimar la aceleración diferencial en un interferómetro atómico de dos especies para probar el principio de equivalencia, New J. of Phys. 11, 113010 (2009). DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/11/113010.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/11/113010

[ 13 ] F. Pereira Dos Santos, Extracción de fase diferencial en un gradiómetro atómico, Phys. Rev. A 91, 063615 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.91.063615.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.063615

[ 14 ] M. Landini, M. Fattori, L. Pezzè y A Smerzi, Protección de ruido de fase en interferometría diferencial mejorada cuánticamente, Nuevo. J. física. 16, 113074 (2014). DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/11/113074.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/11/113074

[ 15 ] F. Sorrentino, Q. Bodart, L. Cacciapuoti, Y.-H. Lien, M. Prevedelli, G. Rosi, L. Salvi y GM Tino, Límites de sensibilidad de un interferómetro de átomos Raman como gradiómetro de gravedad, Phys. Rev. A 89, 023607 (2014). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.89.023607.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.023607

[ 16 ] A. Trimeche, B. Battelier, D. Becker, A. Bertoldi, P. Bouyer, C. Braxmaier, E. Charron, R. Corgier, M. Cornelius, K. Douch, N. Gaaloul, S. Herrmann, J. Müller, E. Rasel, C. Schubert, H. Wu y F. Pereira dos Santos, Estudio conceptual y diseño preliminar de un interferómetro de átomo frío para gradiometría de gravedad espacial, Class. Gravedad Cuántica. 36, 215004 (2019). DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6382/ab4548.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6382 / ab4548

[ 17 ] JM McGuirk, GT Foster, JB Fixler, MJ Snadden y MA Kasevich, Gradiometría sensible de gravedad absoluta mediante interferometría atómica, Phys. Rev. A 65, 033608 (2002). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.65.033608.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.033608

[ 18 ] I. Perrin, Y. Bidel, N. Zahzam, C. Blanchard, A. Bresson y M. Cadoret, Demostración de prueba de principio de medición de gradiente de gravedad vertical utilizando un interferómetro de átomo de bucle doble de masa de prueba única, física Rev. A 99, 013601 (2019). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.013601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.013601

[ 19 ] R. Caldani, KX Weng, S. Merlet y F. Pereira Dos Santos, Determinación precisa simultánea de la gravedad y su gradiente vertical, Phys. Rev. A 99, 033601 (2019). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.033601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.033601

[ 20 ] G. Rosi, L. Cacciapuoti, F. Sorrentino, M. Menchetti, M. Prevedelli y GM Tino, Medición de la curvatura del campo de gravedad por interferometría atómica, Phys. Rev. Lett. 114, 013001 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.013001.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.013001

[ 21 ] D. Philipp, E. Hackmann, C. Lämmerzahl y J. Müller Geoide relativista: potencial de gravedad y efectos relativistas Phys. Rev. D 101, 064032 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.064032.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.101.064032

[ 22 ] G. Rosi, F. Sorrentino, L. Cacciapuoti, M. Prevedelli y GM Tino, Medición de precisión de la constante gravitatoria newtoniana usando átomos fríos, Nature 510, 518–521 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nature13433.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature13433

[ 23 ] D. Schlippert, J. Hartwig, H. Albers, LL Richardson, C. Schubert, A. Roura, WP Schleich, W. Ertmer y EM Rasel, Quantum Test of the Universality of Free Fall, Phys. Rev. Lett. 112, 203002 (2014). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.203002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.203002

[ 24 ] B. Barrett, L. Antoni-Micollier, L. Chichet, B. Battelier, T. Lévèque, A. Landragin y P. Bouyer, Sensores inerciales duales de onda de materia en ingravidez, Nature Communications 7, 13786 (2016). DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms13786.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms13786

[ 25 ] G. Rosi, G. D'Amico, L. Cacciapuoti, F. Sorrentino, M. Prevedelli, M. Zych, Č. Brukner y GM Tino, Prueba cuántica del principio de equivalencia para átomos en superposición coherente de estados de energía interna, Nature Communications 8, 15529 (2017). DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms15529.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15529

[ 26 ] P. Asenbaum, C. Overstreet, M. Kim, J. Curti y MA Kasevich, Prueba interferométrica atómica del principio de equivalencia en el nivel 10-12, Phys. Rev. Lett. 125, 191101 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.191101.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.191101

[ 27 ] B. Barrett, G. Condon, L. Chichet, L. Antoni-Micollier, R. Arguel, M. Rabault, C. Pelluet, V. Jarlaud, A. Landragin, P. Bouyer y B. Battelier, Testing the universality of caída libre utilizando interferómetros de átomos 39K-87Rb correlacionados, AVS Quantum Sci. 4, 014401 (2022). DOI: https://doi.org/10.1116/5.0076502.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0076502

[ 28 ] GM Tino y F. Vetrano, ¿Es posible detectar ondas gravitacionales con interferómetros atómicos? Clase. Gravedad Cuántica. 24, 2167 (2007). DOI: https://doi.org/10.1088/0264-9381/24/9/001.
https://doi.org/10.1088/0264-9381/24/9/001

[ 29 ] S. Dimopoulos, PW Graham, JM Hogan, MA Kasevich y S. Rajendran, Sensor interferométrico de ondas gravitacionales atómicas, Phys. Rev. D 78, 122002 (2008). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.78.122002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.78.122002

[ 30 ] PW Graham, JM Hogan, MA Kasevich y S. Rajendran, Nuevo método para la detección de ondas gravitacionales con sensores atómicos, Phys. Rev. Lett. 110, 171102 (2013). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.171102.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.171102

[ 31 ] B. Canuel et al., ELGAR—Un Laboratorio Europeo para la Investigación de la Gravitación e Interferometría Atómica, Clase. Gravedad Cuántica. 37, 225017 (2020). DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6382/aba80e.
https://doi.org/10.1088/1361-6382/aba80e

[ 32 ] CW Chou, DB Hume, MJ Thorpe, DJ Wineland y T. Rosenband, Coherencia cuántica entre dos átomos más allá de $Q=10^{15}$, Phys. Rev. Lett. 106, 160801 (2011). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.160801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.160801

[ 33 ] ER Clements, ME Kim, K. Cui, AM Hankin, SM Brewer, J. Valencia, J.-S. Chen, C.-W. Chou, DR Leibrandt y DB Hume, Interrogación limitada de por vida de dos relojes ${}^{27}$Al$^+$ independientes mediante espectroscopia de correlación, Phys. Rev. Lett. 125, 243602 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.243602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.243602

[ 34 ] CW Chou, DB Hume, T. Rosenband y DJ Wineland, Relojes ópticos y relatividad, Science 329, 1630 (2010). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1192720.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1192720

[ 35 ] T. Bothwell, CJ Kennedy, A. Aeppli, D. Kedar, JM Robinson, E. Oelker, A. Staron y J. Ye, Resolución del corrimiento al rojo gravitacional en una muestra atómica a escala milimétrica, Nature 602, 420 (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-021-04349-7.
https://doi.org/10.1038/s41586-021-04349-7

[ 36 ] X. Zheng, J. Dolde, V. Lochab, BN Merriman, H. Li y S. Kolkowitz, Comparaciones de relojes diferenciales con un reloj de celosía óptica multiplexado, Nature 602, 425 (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-021-04344-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-021-04344-y

[ 37 ] M. Gessner, L. Pezzè y A. Smerzi, Límites de sensibilidad para metrología cuántica multiparamétrica Phys. Rev. Lett. 121, 130503 (2018). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.130503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.130503

[ 38 ] L.-Z. Liu, et al. Estimación de fase cuántica distribuida con fotones entrelazados, Nat. Foto. 15, 137–142 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41566-020-00718-2.
https://doi.org/10.1038/s41566-020-00718-2

[ 39 ] A. Gauguet, B. Canuel, T. Lévèque, W. Chaibi y A. Landragin, Caracterización y límites de un interferómetro Sagnac de átomo frío, Phys. Rev. A 80, 063604 (2009). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.80.063604.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.063604

[ 40 ] C. Janvier, V. Ménoret, B. Desruelle, S. Merlet, A. Landragin y F. Pereira dos Santos, Gravímetro diferencial compacto en el límite del ruido de proyección cuántica, Phys. Rev. A 105, 022801 (2022). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022801

[ 41 ] Esta cota se obtiene considerando la relación $Delta^2 (theta_A – theta_B) = Delta^2 theta_A + Delta^2 theta_B$, válida para interferómetros independientes, y tomando estados de espín coherentes de las partículas $N_A$ y $N_B$, respectivamente, tal que $Delta^2 theta_{A,B}=1/N_{A,B}$, independientemente del valor de $theta_{A,B}$. Finalmente, se obtiene la configuración separable óptima para $N_A=N_B=N/2$, dando $Delta^2 (theta_A – theta_B)_{rm SQL}=4/N$.

[ 42 ] L. Pezzè, A. Smerzi, MK Oberthaler, R. Schmied y P. Treutlein, Metrología cuántica con estados no clásicos de conjuntos atómicos, Rev. Mod. física 90, 035005 (2018). DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.035005.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.035005

[ 43 ] SS Szigeti, O. Hosten y SA Haine, Mejora de sensores de átomos fríos con entrelazamiento cuántico: Perspectivas y desafíos, Appl. física Letón. 118, 140501 (2021). DOI: https://doi.org/10.1063/5.0050235.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0050235

[ 44 ] SS Szigeti, SP Nolan, JD Close y SA Haine, Gravimetría mejorada cuántica de alta precisión con un condensado de Bose-Einstein, Phys. Rev. Lett. 125, 100402 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.100402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.100402

[ 45 ] R. Corgier, L. Pezzè y A. Smerzi, Interferómetro no lineal de Bragg con un condensado de Bose-Einstein atrapado, Phys. Rev. A, 103, L061301 (2021). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.L061301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.L061301

[ 46 ] R. Corgier, N. Gaaloul, A. Smerzi y L. Pezzè, Delta-kick Squeezing, Phys. Rev. Lett. 127, 183401 (2021). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.183401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.183401

[ 47 ] L. Salvi, N. Poli, V. Vuletić y GM Tino, Exprimiendo los estados de momento para la interferometría atómica, Phys. Rev. Lett. 120, 033601 (2018). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.033601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.033601

[ 48 ] GP Greve, C. Luo, B. Wu y JK Thompson, Interferometría de ondas de materia mejorada por entrelazamiento en una cavidad de alta finura, Nature 610, 472 (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05197-9.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05197-9

[ 49 ] F. Anders, A. Idel, P. Feldmann, D. Bondarenko, S. Loriani, K. Lange, J. Peise, M. Gersemann, B. Meyer-Hoppe, S. Abend, N. Gaaloul, C. Schubert, D. Schlippert, L. Santos, E. Rasel y C. Klempt, entrelazamiento de momento para la interferometría atómica, Phys. Rev. Lett. 127, 140402 (2021). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.140402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.140402

[ 50 ] M. Huang et al., Medición de espín autoamplificador en un estado comprimido de espín de larga duración, arXiv: 2007.01964 (2020). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2007.01964.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2007.01964

[ 51 ] A. Louchet-Chauvet, J. Appel, JJ Renema, D. Oblak, N Kjaergaard y ES Polzik, reloj atómico asistido por entrelazamiento más allá del límite de ruido de proyección, New J. of Phys. 12 065032 (2010). https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/6/065032.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/6/065032

[ 52 ] E. Pedrozo-Peñafiel, S. Colombo, C. Shu, AF Adiyatullin, Z. Li, E. Mendez, B. Braverman, A. Kawasaki, D. Akamatsu, Y. Xiao and V. Vuletić, Entanglement on an optical atomic -transición de reloj, Nature 588, 414-418 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-3006-1.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-3006-1

[ 53 ] I. Kruse, K. Lange, J. Peise, B. Lücke, L. Pezzè, J. Arlt, W. Ertmer, C. Lisdat, L. Santos, A. Smerzi y C. Klempt, Mejora de un reloj atómico utilizando Vacío exprimido, Phys. Rev. Lett. 117, 143004 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.143004.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.143004

[ 54 ] BK Malia, J. Martínez-Rincón, Y. Wu, O. Hosten y Mark A. Kasevich, Espectroscopía de Ramsey en espacio libre en rubidio con ruido por debajo del límite de proyección cuántica, Phys. Rev. Lett. 125, 043202 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.043202.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.043202

[ 55 ] M. Kitagawa y M. Ueda, Estados de espín comprimido, Phys. Rev. A 47, 5138 (1993). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.47.5138.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.5138

[ 56 ] M. Malitesta, A. Smerzi y L. Pezzè, Detección cuántica distribuida con luz de vacío comprimido en una red configurable de interferómetros Mach-Zehnder, arXiv: 2109.09178 (2021). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2109.09178.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.09178

[ 57 ] O. Hosten, NJ Engelsen, R. Krishnakumar y M. Kasevich Ruido de medición 100 veces más bajo que el límite de proyección cuántica utilizando átomos entrelazados, Nature 529, 505–508 (2016). DOI: https://doi.org/10.1038/nature16176.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature16176

[ 58 ] KC Cox, GP Greve, JM Weiner y JK Thompson, Estados comprimidos deterministas con mediciones colectivas y retroalimentación, Phys. Rev. Lett. 116, 093602 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.093602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.093602

[ 59 ] ID Leroux, MH Schleier-Smith y V. Vuletić, 2010a, Implementación de compresión de cavidades de un espín atómico colectivo, Phys. Rev. Lett. 104, 073602 (2010). Doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.073602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.073602

[ 60 ] M. Gessner, A. Smerzi y L. Pezzè, Compresión multiparámetro para mejoras cuánticas óptimas en redes de sensores, Nat. Com. 11, 3817 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-17471-3.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17471-3

[ 61 ] SM Barnett y PM Radmore, Métodos de óptica cuántica teórica, Claredon Press, Oxford, 1997. ISBN: 9780198563617.

[ 62 ] G. Sorelli, M. Gessner, A. Smerzi y L. Pezzè, Generación rápida y óptima de entrelazamiento en uniones bosónicas de Josephson, Phys. Rev. A 99, 022329 (2019). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.022329.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.022329

[ 63 ] Las siguientes relaciones se mantienen entre los coeficientes $theta_{rm MS}$, $varphi_{rm MS}$ de la ecuación. (3) y $|u_{bb}|$, $|u_{cb}|$, $delta_{cb}$ en la ecuación. (9): $|u_{bb}|=cos{theta_{rm MS}}$, $|u_{cb}|=sin{theta_{rm MS}}$, $delta_{cb}=varphi_{rm MS }-pi/2$.

[ 64 ] Tomamos un estado entrelazado de $N_A$ partículas y un estado de espín coherente de $N_B = N- N_A$ partículas en los interferómetros $A$ y $B$, respectivamente. Para el caso de modo separable tenemos $Delta^2 (theta_A – theta_B) = Delta^2 theta_A + Delta^2 theta_B$. Supongamos que $Delta^2 theta_A ll Delta^2 theta_B=1/N_B$. La optimización de $Delta^2 (theta_A – theta_B)$ con respecto a $N_A$, da $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 1/N$. En cambio, si dos interferómetros tienen el mismo número de partículas, $N_A = N_B = N/2$, obtenemos $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 2/N$.

[ 65 ] M. Schulte, C. Lisdat, PO Schmidt, U. Sterr y K. Hammerer, Perspectivas y desafíos para los relojes atómicos ópticos mejorados con compresión, Nature Communication 11, 5955 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-19403-7.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19403-7

[ 66 ] J. Peise, I. Kruse, K. Lange, B. Lücke, L. Pezzè, J. Arlt, W. Ertmer, K. Hammerer, L. Santos, A. Smerzi and C. Klempt, Satisfying the Einstein-Podolsky- Criterio de Rosen con partículas masivas, Nature Communication 6, 8984 (2015). DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms9984.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms9984

[ 67 ] C. Gross, H. Strobel, E. Nicklas, T. Zibold, N. Bar-Gill, G. Kurizki y MK Oberthaler, Detección homodina atómica de estados de átomos gemelos entrelazados de variable continua, Nature 480, 219 (2011). DOI: https://doi.org/10.1038/nature10654.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature10654

[ 68 ] CD Hamley, CS Gerving, TM Hoang, EM Bookjans y MS Chapman, Vacío comprimido spin-nemático en un gas cuántico, Nat. física 8, 305 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nphys2245.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2245

[ 69 ] MD Reid, Demostración de la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen usando amplificación paramétrica no degenerada, Phys. Rev. A 40, 913 (1989). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.40.913.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.40.913

[ 70 ] ZY Ou, SF Pereira, HJ Kimble y KC Peng, Realización de la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen para variables continuas, Phys. Rev. Lett. 68, 3663–3666 (1992). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.3663.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.68.3663

[ 71 ] MD Reid, PD Drummond, WP Bowen, EG Cavalcanti, PK Lam, HA Bachor, UL Andersen y G. Leuchs, Coloquio: La paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen: De los conceptos a las aplicaciones, Rev. Mod. física 81, 1727 (2009). DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1727.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1727

[ 72 ] Y. Ma, H. Miao, B. Heyun Pang, M. Evans, C. Zhao, J. Harms, R. Schnabel y Y. Chen, Propuesta para la detección de ondas gravitacionales más allá del límite cuántico estándar a través del enredo EPR, Nature Physics 13, 776 (2017). DOI: https://doi.org/10.1038/nphys4118.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys4118

[ 73 ] J. Südbeck, S. Steinlechner, M. Korobko y R. Schnabel, Demostración de la mejora del interferómetro a través del entrelazamiento de Einstein-Podolsky-Rosen, Nature Photonics 14, 240 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41566-019-0583-3.
https://doi.org/10.1038/s41566-019-0583-3

[ 74 ] L. Pezzè y A. Smerzi, reloj atómico ruidoso limitado por Heisenberg que utiliza un protocolo de estado híbrido coherente y comprimido, Phys. Rev. Lett. 125, 210503 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.210503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.210503

[ 75 ] L. Pezzè y A. Smerzi, Algoritmo de estimación de fase cuántica con estados de espín gaussiano, PRX Quantum 2, 040301 (2021). DOI: https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040301

[ 76 ] R. Kaubruegger, DV Vasilyev, M. Schulte, K. Hammerer y P. Zoller, Quantum Variational Optimization of Ramsey Interferometry and Atomic Clocks, Phys. Rev. X 11, 041045 (2021). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.041045.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.041045

[ 77 ] CD Marciniak, T. Feldker, I. Pogorelov, R. Kaubruegger, DV Vasilyev, R. van Bijnen, P. Schindler, P. Zoller, R. Blatt y T. Monz, Metrología óptima con sensores cuánticos programables, Nature 603, 604 (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-04435-4.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04435-4

[ 78 ] J. Borregaard y AS Sørensen, Near-Heisenberg-Limited Atomic Clocks in the Presence of Decoherence, Phys. Rev. Lett. 111, 090801 (2013). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.090801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.090801

[ 79 ] R. Kohlhaas, A. Bertoldi, E. Cantin, A. Aspect, A. Landragin y P. Bouyer, Phase Locking a Clock Oscillator to a Coherent Atomic Ensemble, Phys. Rev. X 5, 021011 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.5.021011.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.5.021011

[ 80 ] W. Bowden, A. Vianello, IR Hill, M. Schioppo y R. Hobson. Mejora del factor Q de un reloj atómico óptico mediante la medición cuántica sin demolición, Phys. Rev. X 10, 041052 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.10.041052.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.041052

[ 81 ] C. Janvier, V. Ménoret, B. Desruelle, S. Merlet, A. Landragin y F. Pereira dos Santos, Gravímetro diferencial compacto en el límite del ruido de proyección cuántica, Phys. Rev. A 105, 022801 (2022). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022801

[ 82 ] N. Gaaloul, M. Meister, R. Corgier, A. Pichery, P. Boegel, W. Herr, H. Ahlers, E. Charron, JR Williams, RJ Thompson, WP Schleich, EM Rasel y NP Bigelow, A space- laboratorio de gas cuántico basado en escalas de energía de picokelvin, Nature Communication 13, 7889 (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-35274-6.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-35274-6

[ 83 ] TJ Proctor, PA Knott y JA Dunningham, Estimación multiparamétrica en sensores cuánticos en red, Phys. Rev. Lett. 120, 080501 (2018). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.080501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.080501

[ 84 ] W. Ge, K. Jacobs, Z. Eldredge, AV Gorshkov y M. Foss-Feig, Metrología cuántica distribuida con redes lineales y entradas separables, Phys. Rev. Lett. 121, 043604 (2018). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.043604.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.043604

[ 85 ] X. Guo, CR Breum, J. Borregaard, S. Izumi, MV Larsen, T. Gehring, M. Christandl, JS Neergaard-Nielsen y UL Andersen Detección cuántica distribuida en una red entrelazada de variable continua, Nat. física 16, 281 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-019-0743-x.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0743-x

[ 86 ] Y. Xia, W. Li, W. Clark, D. Hart, Q. Zhuang y Z. Zhang, Demostración de una red reconfigurable de sensores fotónicos de radiofrecuencia entrelazados, Phys. Rev. Lett. 124, 150502 (2020). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.150502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.150502

[ 87 ] BK Malia, Y. Wu, J. Martinez-Rincon y MA Kasevich, Detección cuántica distribuida con una red de modo entrelazado de estados atómicos con espín comprimido, Nature 612, 661 (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05363-z.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-05363-z

Citado por

[1] Holger Ahlers, Leonardo Badurina, Angelo Bassi, Baptiste Battelier, Quentin Beaufils, Kai Bongs, Philippe Bouyer, Claus Braxmaier, Oliver Buchmueller, Matteo Carlesso, Eric Charron, Maria Luisa Chiofalo, Robin Corgier, Sandro Donadi, Fabien Droz, Robert Ecoffet, John Ellis, Frédéric Estève, Naceur Gaaloul, Domenico Gerardi, Enno Giese, Jens Grosse, Aurélien Hees, Thomas Hensel, Waldemar Herr, Philippe Jetzer, Gina Kleinsteinberg, Carsten Klempt, Steve Lecomte, Louise Lopes, Sina Loriani, Gilles Métris, Thierry Martin, Victor Martín, Gabriel Müller, Miquel Nofrarias, Franck Pereira Dos Santos, Ernst M. Rasel, Alain Robert, Noah Saks, Mike Salter, Dennis Schlippert, Christian Schubert, Thilo Schuldt, Carlos F. Sopuerta, Christian Struckmann, Guglielmo M Tino, Tristan Valenzuela, Wolf von Klitzing, Lisa Wörner, Peter Wolf, Nan Yu y Martin Zelan, "STE-QUEST: Explorador del espacio-tiempo y prueba espacial del principio de equivalencia cuántica", arXiv: 2211.15412, (2022).

Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2023-03-31 11:02:47). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.

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