1ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques, Barcelona teaduse ja tehnoloogia instituut, 08860 Castelldefels (Barcelona), Hispaania
2ICREA, lk. Lluís Companys 23, 08010 Barcelona, Hispaania
3Univ Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel, 38000 Grenoble, Prantsusmaa
Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.
Abstraktne
Spinni pigistamise ebavõrdsused (SSI) kujutavad endast peamist vahendit mõnetasandiliste aatomite kogumi kvantpõimumise tuvastamiseks ning põhinevad kollektiivsetel spinnimõõtmistel ja nende kõikumistel. Kuid spin-$j$ aatomite ja ülikülmade spinoorgaaside aatomikoosluste puhul võivad paljud katsed kujutada populatsioone kõigil Zeemani alamtasanditel $s=-j, -j+1, punktid, j$, mis võib paljastada kvantpõimumise peenemaid tunnuseid. ei jäädvusta SSI. Siin tutvustame süstemaatilist lähenemisviisi, mis kasutab Zeemani alamtaseme populatsiooni mõõtmisi, et konstrueerida uudsed takerdumiskriteeriumid, ja illustreerib meie lähenemisviisi spin-1 ja spin-2 Bose-Einsteini kondensaatide põhiolekutele. Lisaks nendele konkreetsetele näidetele võimaldab meie lähenemisviis süstemaatiliselt järeldada optimaalset permutatsiooniliselt muutumatut takerdumise tunnistajat mis tahes kollektiivsete mõõtmiste komplekti jaoks $ d $ taseme kvantsüsteemide ansamblis.
► BibTeX-i andmed
► Viited
[1] P. Bataille, A. Litvinov, I. Manai, J. Huckans, F. Wiotte, A. Kaladjian, O. Gorceix, E. Maréchal, B. Laburthe-Tolra ja M. Robert-de Saint-Vincent. Adiabaatiline spin-sõltuv impulsi ülekanne su($n$) degenereerunud fermigaasis. Phys. Rev. A, 102: 013317, juuli 2020. 10.1103/PhysRevA.102.013317. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.102.013317.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.102.013317
[2] Rohit Prasad Bhatt, Jan Kilinc, Lilo Höcker ja Fred Jendrzejewski. Mõne naatriumi aatomi stohhastiline dünaamika külma kaaliumipilve juuresolekul. Scientific Reports, 12 (1), veebr 2022. ISSN 2045-2322. 10.1038/s41598-022-05778-8. URL http:///dx.doi.org/10.1038/s41598-022-05778-8.
https://doi.org/10.1038/s41598-022-05778-8
[3] Thomas Chalopin, Chayma Bouazza, Alexandre Evrard, Vasiliy Makhalov, Davide Dreon, Jean Dalibard, Leonid A. Sidorenkov ja Sylvain Nascimbene. Kvantiga täiustatud tuvastus, kasutades väga magnetilise aatomi mitteklassikalisi spin-olekuid. Nature Communications, 9 (1), nov 2018. 10.1038/s41467-018-07433-1. URL https:///doi.org/10.1038.
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07433-1
[4] L. Chomaz, S. Baier, D. Petter, MJ Mark, F. Wächtler, L. Santos ja F. Ferlaino. Kvantfluktuatsioonist juhitud ristumine lahjendatud bose-einsteini kondensaadist makrotilgaks dipolaarses kvantvedelikus. Phys. Rev. X, 6: 041039, nov 2016. 10.1103/PhysRevX.6.041039. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.6.041039.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.6.041039
[5] Tommaso Comparin, Fabio Mezzacapo ja Tommaso Roscilde. Mitmeosalised põimunud olekud dipolaarsetes kvantsimulaatorites. Physical Review Letters, 129 (15), okt 2022a. 10.1103/physrevlett.129.150503. URL https:///doi.org/10.1103.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.129.150503
[6] Tommaso Comparin, Fabio Mezzacapo ja Tommaso Roscilde. Robustne spinni pigistamine u(1)-sümmeetriliste spin-hamiltonianide olekute tornist. Phys. Rev. A, 105: 022625, veebruar 2022b. 10.1103/PhysRevA.105.022625. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.105.022625.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022625
[7] L.-M. Duan, JI Cirac ja P. Zoller. Kvantpõimumine spinor-bose-einsteini kondensaatides. Phys. Rev. A, 65: 033619, veebruar 2002. 10.1103/PhysRevA.65.033619. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.65.033619.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.65.033619
[8] Nils J. Engelsen, Rajiv Krishnakumar, Onur Hosten ja Mark A. Kasevich. Kellakorrelatsioonid 500 000 aatomi keerutusega pigistatud olekus. Phys. Rev. Lett., 118 (14): 140401, aprill 2017. 10.1103/PhysRevLett.118.140401. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.118.140401.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.140401
[9] Bertrand Evrard, An Qu, Jean Dalibard ja Fabrice Gerbier. Alates paljude kehade võnkumisest kuni termiseerimiseni isoleeritud spinorgaasis. Phys. Rev. Lett., 126: 063401, veebruar 2021a. 10.1103/PhysRevLett.126.063401. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.126.063401.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.063401
[10] Bertrand Evrard, An Qu, Jean Dalibard ja Fabrice Gerbier. Spinor-bose-einsteini kondensaadi killustumise jälgimine. Science, 373 (6561): 1340–1343, 2021b. 10.1126/science.abd8206. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abd8206.
https:///doi.org/10.1126/science.abd8206
[11] Irénée Frérot ja Tommaso Roscilde. Kvantkriitiline metroloogia. Phys. Rev. Lett., 121: 020402, juuli 2018. 10.1103/PhysRevLett.121.020402. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.121.020402.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.020402
[12] Irénée Frérot, Flavio Baccari ja Antonio Acín. Paljude kehasüsteemide kvantpõimumise paljastamine osalise teabe põhjal. arXiv eeltrükk arXiv:2107.03944, 2021. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.03944. URL https:///arxiv.org/abs/2107.03944.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.03944
arXiv: 2107.03944
[13] Albert Frisch, Michael Mark, Kiyotaka Aikawa, Francesca Ferlaino, John L. Bohn, Constantinos Makrides, Aleksander Petrov ja Svetlana Kotochigova. Kvantkaos gaasifaasi erbiumi aatomite ülikülmades kokkupõrgetes. Nature, 507 (7493): 475–479, märts 2014. ISSN 1476–4687. 10.1038/loodus13137. URL http:///dx.doi.org/10.1038/nature13137.
https:///doi.org/10.1038/nature13137
[14] Lucas Gabardos, Bihui Zhu, Steven Lepoutre, Ana Maria Rey, Bruno Laburthe-Tolra ja Laurent Vernac. Interakteeruvate dipolaarsete $s=3$ aatomite tiheda 3d massiivi kollektiivse magnetiseerimise lõdvestamine. Phys. Rev. Lett., 125: 143401, september 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.143401. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.125.143401.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.143401
[15] IM Georgescu, S. Ashhab ja Franco Nori. Kvantsimulatsioon. Rev. Mod. Phys., 86: 153–185, märts 2014. 10.1103/RevModPhys.86.153. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.86.153.
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.86.153
[16] Manuel Gessner, Augusto Smerzi ja Luca Pezzè. Metroloogiline mittelineaarne pigistamise parameeter. Phys. Rev. Lett., 122: 090503, märts 2019. 10.1103/PhysRevLett.122.090503. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.122.090503.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.090503
[17] Kevin A. Gilmore, Matthew Affolter, Robert J. Lewis-Swan, Diego Barberena, Elena Jordan, Ana Maria Rey ja John J. Bollinger. Kahemõõtmeliste lõksu jäävate ioonide kristallidega kvant-parandatud nihete ja elektriväljade tuvastamine. Science, 373 (6555): 673–678, august 2021. ISSN 1095–9203. 10.1126/science.abi5226. URL http:///dx.doi.org/10.1126/science.abi5226.
https:///doi.org/10.1126/science.abi5226
[18] CD Hamley, CS Gerving, TM Hoang, EM Bookjans ja MS Chapman. Spin-nemaatiline pigistatud vaakum kvantgaasis. Nature Physics, 8 (4): 305–308, veebruar 2012. ISSN 1745-2481. 10.1038/nphys2245. URL http:///dx.doi.org/10.1038/nphys2245.
https:///doi.org/10.1038/nphys2245
[19] Holger Kadau, Matthias Schmitt, Matthias Wenzel, Clarissa Wink, Thomas Maier, Igor Ferrier-Barbut ja Tilman Pfau. Kvantferrofluidi rosensweigi ebastabiilsuse jälgimine. Nature, 530 (7589): 194–197, veebruar 2016. ISSN 1476-4687. 10.1038/loodus16485. URL http:///dx.doi.org/10.1038/nature16485.
https:///doi.org/10.1038/nature16485
[20] Valentin Kasper, Daniel González-Cuadra, Apoorva Hegde, Andy Xia, Alexandre Dauphin, Felix Huber, Eberhard Tiemann, Maciej Lewenstein, Fred Jendrzejewski ja Philipp Hauke. Universaalne kvantarvutus ja kvantvigade korrigeerimine ülikülmade aatomisegudega. Quantum Science and Technology, 7 (1): 015008, 2021. 10.1088/2058-9565/ac2d39.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac2d39
[21] Yuki Kawaguchi ja Masahito Ueda. Spinor bose-einsteini kondensaadid. Physics Reports, 520 (5): 253–381, 2012. ISSN 0370-1573. https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2012.07.005. URL https:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157312002098. Spinor Bose-Einsteini kondensaadid.
https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2012.07.005
https:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157312002098
[22] Masahiro Kitagawa ja Masahito Ueda. Pigistatud spin olekud. Phys. Rev. A, 47: 5138–5143, juuni 1993. 10.1103/PhysRevA.47.5138. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.47.5138.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.47.5138
[23] Jia Kong, Ricardo Jiménez-Martínez, Charikleia Troullinou, Vito Giovanni Lucivero, Géza Tóth ja Morgan W. Mitchell. Mõõtmisest tingitud, ruumiliselt laiendatud põimumine kuumas, tugevalt interakteeruvas aatomisüsteemis. Nature Communications, 11 (1), mai 2020. ISSN 2041-1723. 10.1038/s41467-020-15899-1. URL http:///dx.doi.org/10.1038/s41467-020-15899-1.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15899-1
[24] Philipp Kunkel, Maximilian Prüfer, Helmut Strobel, Daniel Linnemann, Anika Frölian, Thomas Gasenzer, Martin Gärttner ja Markus K. Oberthaler. Ruumiliselt jaotatud mitmeosaline põimumine võimaldab aatomipilvede epr-juhtimist. Science, 360 (6387): 413–416, 2018. 10.1126/science.aao2254. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aao2254.
https:///doi.org/10.1126/science.aao2254
[25] Philipp Kunkel, Maximilian Prüfer, Stefan Lannig, Rodrigo Rosa-Medina, Alexis Bonnin, Martin Gärttner, Helmut Strobel ja Markus K. Oberthaler. Mitte-pendeldavate kollektiivsete spinnide samaaegne näit, mis ületavad standardset kvantlimiiti. Phys. Rev. Lett., 123: 063603, august 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.063603. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.123.063603.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.063603
[26] Karsten Lange, Jan Peise, Bernd Lücke, Ilka Kruse, Giuseppe Vitagliano, Iagoba Apellaniz, Matthias Kleinmann, Géza Tóth ja Carsten Klempt. Põimumine kahe ruumiliselt eraldatud aatomirežiimi vahel. Science, 360 (6387): 416–418, 2018. 10.1126/science.aao2035. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aao2035.
https:///doi.org/10.1126/science.aao2035
[27] E. Lucioni, L. Tanzi, A. Fregosi, J. Catani, S. Gozzini, M. Inguscio, A. Fioretti, C. Gabbanini ja G. Modugno. Düsproosiumi dipolaarne bose-einsteini kondensaat laia feshbachi resonantsiga. Phys. Rev. A, 97: 060701, juuni 2018. 10.1103/PhysRevA.97.060701. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.97.060701.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.060701
[28] Xin-Yu Luo, Yi-Quan Zou, Ling-Na Wu, Qi Liu, Ming-Fei Han, Meng Khoon Tey ja Li You. Deterministliku takerdumise tekitamine kvantfaasisiirde läbimisest. Science, 355 (6325): 620–623, 2017. 10.1126/science.aag1106. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aag1106.
https:///doi.org/10.1126/science.aag1106
[29] Jian Ma, Xiaoguang Wang, CP Sun ja Franco Nori. Kvantspinni pigistamine. Physics Reports, 509 (2–3): 89–165, detsember 2011. 10.1016/j.physrep.2011.08.003. URL https:///doi.org/10.1016.
https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2011.08.003
[30] Guillem Müller-Rigat, Albert Aloy, Maciej Lewenstein ja Irénée Frérot. Mittelineaarsete mitmekehaliste kellade ebavõrdsuste tuletamine kahe keha keskmiste korrelatsioonide põhjal: süstemaatiline lähenemine suvaliste spin-$j$ ansamblite jaoks. PRX Quantum, 2: 030329, august 2021. 10.1103/PRXQuantum.2.030329. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PRXQuantum.2.030329.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030329
[31] Luca Pezzè, Augusto Smerzi, Markus K. Oberthaler, Roman Schmied ja Philipp Treutlein. Kvantmetroloogia aatomiansamblite mitteklassikaliste olekutega. Rev. Mod. Phys., 90: 035005, september 2018. 10.1103/RevModPhys.90.035005. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.90.035005.
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.90.035005
[32] Angelo Piga, Albert Aloy, Maciej Lewenstein ja Irénée Frérot. Bell korrelatsioonid kvantkriitiliste punktide määramisel. Phys. Rev. Lett., 123: 170604, oktoober 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.170604. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.123.170604.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.170604
[33] An Qu, Bertrand Evrard, Jean Dalibard ja Fabrice Gerbier. Spin-korrelatsioonide uurimine Bose-einsteini kondensaadis ühe aatomi taseme lähedal. Phys. Rev. Lett., 125: 033401, juuli 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.033401. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.125.033401.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.033401
[34] Martin Ringbauer, Michael Meth, Lukas Postler, Roman Stricker, Rainer Blatt, Philipp Schindler ja Thomas Monz. Universaalne qudit kvantprotsessor lõksus ioonidega. Nature Physics, 18 (9): 1053–1057, juuli 2022. 10.1038/s41567-022-01658-0. URL https:///www.nature.com/articles/s41567-022-01658-0.
https://doi.org/10.1038/s41567-022-01658-0
https:///www.nature.com/articles/s41567-022-01658-0
[35] Roman Schmied, Jean-Daniel Bancal, Baptiste Allard, Matteo Fadel, Valerio Scarani, Philipp Treutlein ja Nicolas Sangouard. Bell korrelatsioonid Bose-Einsteini kondensaadis. Science, 352 (6284): 441–444, aprill 2016. ISSN 0036-8075, 1095-9203. 10.1126/science.aad8665. URL http:///science.sciencemag.org/content/352/6284/441.
https:///doi.org/10.1126/science.aad8665
http:///science.sciencemag.org/content/352/6284/441
[36] A. Sørensen, L.-M. Duan, JI Cirac ja P. Zoller. Paljude osakeste põimumine bose-einsteini kondensaatidega. Nature, 409 (6816): 63–66, jaanuar 2001. 10.1038/35051038. URL https:///doi.org/10.1038.
https:///doi.org/10.1038/35051038
[37] Anders S. Sørensen ja Klaus Mølmer. Põimumine ja ekstreemne spin pigistamine. Phys. Rev. Lett., 86: 4431–4434, mai 2001a. 10.1103/PhysRevLett.86.4431. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.86.4431.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.4431
[38] Anders S. Sørensen ja Klaus Mølmer. Põimumine ja ekstreemne spin pigistamine. Phys. Rev. Lett., 86: 4431–4434, mai 2001b. 10.1103/PhysRevLett.86.4431. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.86.4431.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.4431
[39] Géza Tóth, Christian Knapp, Otfried Gühne ja Hans J. Briegel. Spin pigistamine ja takerdumine. Phys. Rev. A, 79: 042334, aprill 2009. 10.1103/PhysRevA.79.042334. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.79.042334.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.79.042334
[40] A. Trautmann, P. Ilzhöfer, G. Durastante, C. Politi, M. Sohmen, MJ Mark ja F. Ferlaino. Erbiumi ja düsproosiumi aatomite dipolaarsed kvantsegud. Phys. Rev. Lett., 121: 213601, nov 2018. 10.1103/PhysRevLett.121.213601. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.121.213601.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.213601
[41] Giuseppe Vitagliano, Philipp Hyllus, Iñigo L. Egusquiza ja Géza Tóth. Spin pigistamise ebavõrdsused suvalise spinni jaoks. Phys. Rev. Lett., 107: 240502, detsember 2011. 10.1103/PhysRevLett.107.240502. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.107.240502.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.240502
[42] Giuseppe Vitagliano, Iagoba Apellaniz, Iñigo L. Egusquiza ja Géza Tóth. Spin pigistamine ja takerdumine suvaliseks keerutamiseks. Phys. Rev. A, 89: 032307, märts 2014. 10.1103/PhysRevA.89.032307. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.89.032307.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.89.032307
[43] Matthias Wenzel, Fabian Böttcher, Jan-Niklas Schmidt, Michael Eisenmann, Tim Langen, Tilman Pfau ja Igor Ferrier-Barbut. Dipolaarse bose-einsteini kondensaadi anisotroopne supervedeliku käitumine. Physical Review Letters, 121 (3), juuli 2018. ISSN 1079-7114. 10.1103/physrevlett.121.030401. URL http:///dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.030401.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.121.030401
[44] DJ Wineland, JJ Bollinger, WM Itano ja DJ Heinzen. Aatomi pigistatud olekud ja projektsioonimüra spektroskoopias. Phys. Rev. A, 50: 67–88, juuli 1994. 10.1103/PhysRevA.50.67. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.50.67.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.50.67
[45] Yi-Quan Zou, Ling-Na Wu, Qi Liu, Xin-Yu Luo, Shuai-Feng Guo, Jia-Hao Cao, Meng Khoon Tey ja Li You. Klassikalise täpsuspiiri ületamine enam kui 1 10,000 aatomiga spin-115 dike olekutega. Proceedings of the National Academy of Sciences, 25 (6381): 6385–2018, juuni 1091. ISSN 6490-10.1073. 1715105115/pnas.10.1073. URL http:///dx.doi.org/1715105115/pnas.XNUMX.
https:///doi.org/10.1073/pnas.1715105115
Viidatud
Ei saanud tuua Ristviide viidatud andmete alusel viimase katse ajal 2022-12-29 15:38:34: 10.22331/q-2022-12-29-887 viidatud andmeid ei saanud Crossrefist tuua. See on normaalne, kui DOI registreeriti hiljuti. Peal SAO/NASA KUULUTUSED teoste viitamise andmeid ei leitud (viimane katse 2022-12-29 15:38:34).
See raamat on avaldatud Quantum all Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) litsents. Autoriõigus jääb algsetele autoriõiguste valdajatele, näiteks autoritele või nende institutsioonidele.
