1ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, Barcelonan tiede- ja teknologiainstituutti, 08860 Castelldefels (Barcelona), Espanja
2ICREA, s. Lluís Companys 23, 08010 Barcelona, Espanja
3Univ Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel, 38000 Grenoble, Ranska
Onko tämä artikkeli mielenkiintoinen vai haluatko keskustella? Scite tai jätä kommentti SciRate.
Abstrakti
Spin squeezing epäyhtälöt (SSI) ovat tärkeä työkalu kvanttikietoutumisen tutkimiseen joukon harvalukuisten atomien välillä, ja ne perustuvat kollektiivisiin spinmittauksiin ja niiden vaihteluihin. Silti spin-$j$-atomien ja ultrakylmien spinorikaasujen atomikokonaisuuksilla monet kokeet voivat kuvata populaatioita kaikilla Zeeman-alatasoilla $s=-j, -j+1, pisteet, j$, mikä saattaa paljastaa kvanttisekoittumisen hienompia piirteitä. ei kaapannut SSI. Tässä esittelemme systemaattisen lähestymistavan, joka hyödyntää Zeemanin alitason populaatiomittauksia uusien takertumiskriteerien luomiseksi ja havainnollistaa lähestymistapaamme spin-1- ja spin-2 Bose-Einstein-kondensaattien perustiloihin. Näiden erityisten esimerkkien lisäksi lähestymistapamme antaa mahdollisuuden päätellä systemaattisesti optimaalinen permutaatio-invariantti sotkeutumistodistaja mille tahansa kollektiivisen mittausjoukolle $d$-tason kvanttijärjestelmien joukossa.
► BibTeX-tiedot
► Viitteet
[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. Adiabaattinen spin-riippuvainen liikemäärän siirto su($n$) degeneroituneessa fermikaasussa. Phys. Rev. A, 102: 013317, heinäkuu 2020. 10.1103/PhysRevA.102.013317. URL-osoite 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. Muutaman natriumatomin stokastinen dynamiikka kylmän kaliumpilven läsnä ollessa. Scientific Reports, 12 (1), helmikuu 2022. ISSN 2045-2322. 10.1038/s41598-022-05778-8. URL-osoite 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. Kvanttitehostettu tunnistus käyttämällä erittäin magneettisen atomin ei-klassisia spin-tiloja. Nature Communications, 9 (1), marraskuu 2018. 10.1038/s41467-018-07433-1. URL-osoite 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. Kvanttifluktuaatiovetoinen risteytys laimeasta Bose-einstein-kondensaatista makropisaraksi dipolaarisessa kvanttinesteessä. Phys. Rev. X, 6: 041039, marraskuu 2016. 10.1103/PhysRevX.6.041039. URL-osoite 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. Moniosaiset kietoutuvat tilat dipolaarisissa kvanttisimulaattoreissa. Physical Review Letters, 129 (15), lokakuu 2022a. 10.1103/physrevlett.129.150503. URL-osoite https:///doi.org/10.1103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.129.150503
[6] Tommaso Comparin, Fabio Mezzacapo ja Tommaso Roscilde. Vankka spin-puristus u(1)-symmetristen spin-hamiltonien tilojen tornista. Phys. Rev. A, 105: 022625, helmikuu 2022b. 10.1103/PhysRevA.105.022625. URL-osoite 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. Kvanttien takertuminen spinor-bose-einstein-kondensaatteihin. Phys. Rev. A, 65: 033619, helmikuu 2002. 10.1103/PhysRevA.65.033619. URL-osoite 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. Kellokorrelaatiot 500 000 atomin pyörimispuristetuissa tiloissa. Phys. Rev. Lett., 118 (14): 140401, huhtikuu 2017. 10.1103/PhysRevLett.118.140401. URL-osoite 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. Monen kappaleen värähtelyistä lämpökäsittelyyn eristetyssä spinorikaasussa. Phys. Rev. Lett., 126: 063401, helmikuu 2021a 10.1103/PhysRevLett.126.063401. URL-osoite 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-einstein-kondensaatin pirstoutumisen havainnointi. Science, 373 (6561): 1340–1343, 2021b. 10.1126/science.abd8206. URL-osoite https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abd8206.
https:///doi.org/10.1126/science.abd8206
[11] Irénée Frérot ja Tommaso Roscilde. Kvanttikriittinen metrologia. Phys. Rev. Lett., 121: 020402, heinäkuu 2018. 10.1103/PhysRevLett.121.020402. URL-osoite 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. Kvanttikietoutumisen paljastaminen monikehojärjestelmissä osittaisesta tiedosta. arXiv preprint arXiv:2107.03944, 2021. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.03944. URL-osoite 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, Alexander Petrov ja Svetlana Kotochigova. Kvanttikaaos kaasufaasin erbiumatomien erittäin kylmissä törmäyksissä. Nature, 507 (7493): 475–479, maaliskuu 2014. ISSN 1476-4687. 10.1038/luonto13137. URL-osoite 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. Vuorovaikutteisten dipolaaristen $s=3$-atomien tiheän 3d-ryhmän kollektiivisen magnetisoinnin rentoutuminen. Phys. Rev. Lett., 125: 143401, syyskuu 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.143401. URL-osoite 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. Kvanttisimulaatio. Rev. Mod. Phys., 86: 153–185, maaliskuu 2014. 10.1103/RevModPhys.86.153. URL-osoite 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. Metrologinen epälineaarinen puristusparametri. Phys. Rev. Lett., 122: 090503, maaliskuu 2019. 10.1103/PhysRevLett.122.090503. URL-osoite 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. Kvanttitehostettu siirtymien ja sähkökenttien havaitseminen kaksiulotteisilla loukkuun jääneillä ionikiteillä. Science, 373 (6555): 673–678, elokuu 2021. ISSN 1095-9203. 10.1126/science.abi5226. URL-osoite 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-nemaattinen puristettu tyhjiö kvanttikaasussa. Nature Physics, 8 (4): 305–308, helmikuu 2012. ISSN 1745-2481. 10.1038/nphys2245. URL-osoite 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. Kvanttiferrofluidin rosensweig-epävakauden havainnointi. Nature, 530 (7589): 194–197, helmikuu 2016. ISSN 1476-4687. 10.1038/luonto16485. URL-osoite 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. Universaali kvanttilaskenta ja kvanttivirheen korjaus ultrakylmillä atomiseoksilla. 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-einstein -kondensaatit. Physics Reports, 520 (5): 253–381, 2012. ISSN 0370-1573. https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2012.07.005. URL-osoite https:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157312002098. Spinor Bose-Einstein kondensaatteja.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2012.07.005
https: / / www.sciencedirect.com/ science / article / pii / S0370157312002098
[22] Masahiro Kitagawa ja Masahito Ueda. Puristetut spin-tilat. Phys. Rev. A, 47: 5138–5143, kesäkuu 1993. 10.1103/PhysRevA.47.5138. URL-osoite 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. Mittausten aiheuttama, avaruudellisesti laajennettu kietoutuminen kuumassa, voimakkaasti vuorovaikutuksessa olevaan atomijärjestelmään. Nature Communications, 11 (1), toukokuu 2020. ISSN 2041-1723. 10.1038/s41467-020-15899-1. URL-osoite 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. Tilallisesti jakautunut moniosainen kietoutuminen mahdollistaa atomipilvien epr-ohjauksen. Science, 360 (6387): 413–416, 2018. 10.1126/science.aao2254. URL-osoite 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. Samanaikainen lukeminen ei-työntekevistä kollektiivisista spin-havainnoista, jotka ylittävät standardin kvanttirajan. Phys. Rev. Lett., 123: 063603, elokuu 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.063603. URL-osoite 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. Sotkeutuminen kahden avaruudellisesti erotetun atomimoodin välillä. Science, 360 (6387): 416–418, 2018. 10.1126/science.aao2035. URL-osoite 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. Dysprosium-dipolaarinen bose-einstein-kondensaatti, jossa on laaja feshbach-resonanssi. Phys. Rev. A, 97: 060701, kesäkuu 2018. 10.1103/PhysRevA.97.060701. URL-osoite 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. Deterministisen sotkeutumisen luominen kvanttivaihemuutosten läpi ajamisesta. Science, 355 (6325): 620–623, 2017. 10.1126/science.aag1106. URL-osoite 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. Kvanttispin puristaminen. Physics Reports, 509 (2–3): 89–165, joulukuu 2011. 10.1016/j.physrep.2011.08.003. URL-osoite 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. Epälineaaristen monikappaleisten kellojen epäyhtälöiden päätteleminen kahden kappaleen keskimääräisistä korrelaatioista: Systemaattinen lähestymistapa mielivaltaisille spin-$j$-ryhmille. PRX Quantum, 2: 030329, elokuu 2021. 10.1103/PRXQuantum.2.030329. URL-osoite 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. Kvanttimetrologia atomiryhmien ei-klassisten tilojen kanssa. Rev. Mod. Phys., 90: 035005, syyskuu 2018. 10.1103/RevModPhys.90.035005. URL-osoite 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-korrelaatiot kvanttikriittisten pisteiden määrittämisessä. Phys. Rev. Lett., 123: 170604, lokakuu 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.170604. URL-osoite 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-korrelaatioiden tutkiminen bose-einstein-kondensaatissa lähellä yhden atomin tasoa. Phys. Rev. Lett., 125: 033401, heinäkuu 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.033401. URL-osoite 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. Universaali qudit-kvanttiprosessori loukkuun jääneillä ioneilla. Nature Physics, 18 (9): 1053–1057, heinäkuu 2022. 10.1038/s41567-022-01658-0. URL-osoite https:///www.nature.com/articles/s41567-022-01658-0.
https://doi.org/10.1038/s41567-022-01658-0
https: / / www.nature.com/ artikkelia / s41567-022-01658-0
[35] Roman Schmied, Jean-Daniel Bancal, Baptiste Allard, Matteo Fadel, Valerio Scarani, Philipp Treutlein ja Nicolas Sangouard. Bell-korrelaatiot Bose-Einstein-kondensaatissa. Science, 352 (6284): 441–444, huhtikuu 2016. ISSN 0036-8075, 1095-9203. 10.1126/science.aad8665. URL-osoite 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. Monen hiukkasen sotkeutuminen bose-einstein-kondensaattien kanssa. Nature, 409 (6816): 63–66, tammikuu 2001. 10.1038/35051038. URL-osoite https:///doi.org/10.1038.
https: / / doi.org/ 10.1038 / +35051038
[37] Anders S. Sørensen ja Klaus Mølmer. Sotkeutuminen ja äärimmäinen pyörimispuristus. Phys. Rev. Lett., 86: 4431–4434, toukokuu 2001a. 10.1103/PhysRevLett.86.4431. URL-osoite 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. Sotkeutuminen ja äärimmäinen pyörimispuristus. Phys. Rev. Lett., 86: 4431–4434, toukokuu 2001b. 10.1103/PhysRevLett.86.4431. URL-osoite 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. Pyörityksen puristaminen ja sotkeutuminen. Phys. Rev. A, 79: 042334, huhtikuu 2009. 10.1103/PhysRevA.79.042334. URL-osoite 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. Erbium- ja dysprosiumatomien dipolaariset kvanttiseokset. Phys. Rev. Lett., 121: 213601, marraskuu 2018. 10.1103/PhysRevLett.121.213601. URL-osoite 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-puristusepäyhtälöt mielivaltaiselle spinille. Phys. Rev. Lett., 107: 240502, joulukuu 2011. 10.1103/PhysRevLett.107.240502. URL-osoite 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. Pyörityksen puristaminen ja takertuminen mielivaltaiseen pyöritykseen. Phys. Rev. A, 89: 032307, maaliskuu 2014. 10.1103/PhysRevA.89.032307. URL-osoite 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. Dipolaarisen bose-einstein-kondensaatin anisotrooppinen supernestekäyttäytyminen. Physical Review Letters, 121 (3), heinäkuu 2018. ISSN 1079-7114. 10.1103/physrevlett.121.030401. URL-osoite 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. Puristetut atomitilat ja projektiokohina spektroskopiassa. Phys. Rev. A, 50: 67–88, heinäkuu 1994. 10.1103/PhysRevA.50.67. URL-osoite 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. Klassisen tarkkuusrajan ylittäminen yli 1 10,000 atomin spin-115 dicke -tiloilla. Proceedings of the National Academy of Sciences, 25 (6381): 6385–2018, kesäkuu 1091. ISSN 6490-10.1073. 1715105115/pnas.10.1073. URL-osoite http:///dx.doi.org/1715105115/pnas.XNUMX.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1715105115
Viitattu
Ei voitu noutaa Crossref siteeratut tiedot viimeisen yrityksen aikana 2022-12-29 15:38:34: Ei voitu noutaa viittauksia 10.22331 / q-2022-12-29-887 mainittuihin tietoihin Crossrefiltä. Tämä on normaalia, jos DOI rekisteröitiin äskettäin. Päällä SAO: n ja NASA: n mainokset tietoja teosten viittaamisesta ei löytynyt (viimeinen yritys 2022-12-29 15:38:34).
Tämä kirja on julkaistu Quantum - lehdessä Creative Commons Nimeäminen 4.0 Kansainvälinen (CC BY 4.0) lisenssin. Tekijänoikeudet säilyvät alkuperäisillä tekijänoikeuksien haltijoilla, kuten tekijöillä tai heidän instituutioillaan.
