Квантово-усовершенствованные дифференциальные атомные интерферометры и часы с перестановкой спинового сжатия

Переиздано Платоном

Читают: 0

Робин Коржье^1,2, Марко Малитеста¹, Аугусто Смерци¹и Лука Пеззе¹

¹QSTAR, INO-CNR и LENS, Ларго Энрико Ферми 2, 50125 Флоренция, Италия.
²LNE-SYRTE, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université 61 avenue de l'Observatoire, 75014 Париж, Франция

Находите эту статью интересной или хотите обсудить? Scite или оставить комментарий на SciRate.

Абстрактные

Благодаря подавлению синфазного шума дифференциальные конфигурации имеют решающее значение для реалистичных приложений оценки фазы и частоты с помощью атомных интерферометров. В настоящее время дифференциальные протоколы с некоррелированными частицами и настройками, разделяющими моды, достигают чувствительности, ограниченной стандартным квантовым пределом (SQL). Здесь мы показываем, что дифференциальную интерферометрию можно понимать как распределенную многопараметрическую задачу оценивания, и она может извлечь выгоду из запутанности как мод, так и частиц. В нашем протоколе используется одно сжатое спиновое состояние, которое переключается между обычными интерферометрическими модами. Переключение режимов оптимизировано для оценки дифференциального фазового сдвига с чувствительностью к суб-SQL. Численные расчеты поддерживаются аналитическими приближениями, которые определяют оптимизацию протокола. Схема также тестируется с моделированием шума в атомных часах и интерферометрах.

Квантово-усовершенствованные дифференциальные атомные интерферометры и часы с заменой спинового сжатия PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальный поиск. Ай.

► Данные BibTeX

@article{Corgier2023Quantumenhanced, doi = {10.22331/q-2023-03-30-965}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-30-965}, title = {Quantum- усовершенствованные дифференциальные атомные интерферометры и часы с заменой спинового сжатия}, автор = {Коржье, Робин и Малитеста, Марко и Смерци, Аугусто и Пецц {`{e}}, Лука}, журнал = {{Quantum}}, issn = { 2521-327X}, издатель = {{Verein zur F{"{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, том = {7}, страницы = {965}, месяц = март, год = {2023} }

► Рекомендации

[1] П. Р. Берман, Атомная интерферометрия. Academic Press, Сан-Диего, 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] А. Д. Кронин, Дж. Шмидмайер и Д. Е. Притчард, Оптика и интерферометрия с атомами и молекулами, Обзоры современной физики, 81, 1051 (2009). DOI: https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1051.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1051

[3] Г. М. Тино и М. А. Касевич, Атомная интерферометрия: Труды Международной школы физики «Энрико Ферми», Курс 188 Societá Italiana di Fisica, Болонья, 2014. Печать ISBN: 978-1-61499-447-3.

[4] Сафронова М.С., Будкер Д., ДеМилль Д., Кимбалл Д.Ф., Деревянко А., Кларк К.В. Поиски новой физики с атомами и молекулами. Ред. Мод. физ. 90, 025008 (2018). DOI: https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.90.025008.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.025008

[5] К. Бонгс, М. Холински, Дж. Воврош, П. Буйе, Г. Кондон, Э. Расель, К. Шуберт, В. П. Шлейх и А. Роура, Перенос атомных интерферометрических квантовых датчиков из лаборатории в реальные приложения, 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] Р. Гейгер, А. Ландрагин, С. Мерле и Ф. Перейра Дос Сантос, Высокоточные инерциальные измерения с помощью датчиков холодного атома, AVS Quantum Sci. 2, 024702 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1116/5.0009093.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0009093

[7] Н. Поли, К. В. Оутс, П. Гилл и Г. М. Тино, Оптические атомные часы, 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 и PO Schmidt, Оптические атомные часы, Rev. Mod. физ. 87, 637 (2015). DOI: https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.87.637.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.87.637

[9] Г. Т. Фостер, Дж. Б. Фикслер, Дж. М. МакГирк и М. А. Касевич, Метод выделения фазы между интерферометрами связанных атомов с использованием подгонки, специфичной для эллипса, Опт. лат. 27, 951 (2002). DOI: https:///doi.org/10.1364/OL.27.000951.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.27.000951

[10] К. Эккерт, П. Хиллус, Д. Брюс, У. В. Поульсен, М. Левенштейн, К. Йенч, Т. Мюллер, Э. М. Расель и В. Эртмер, Дифференциальная атомная интерферометрия за пределами стандартного квантового предела, Phys. Ред. А 73, 013814 (2006 г.). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.73.013814.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.013814

[11] JK Stockton, X. Wu и MA Kasevich, Байесовская оценка фазы дифференциального интерферометра, Phys. Ред. А 76, 033613 (2007). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.76.033613.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.033613

[12] Г. Вароко, Р. А. Найман, Р. Гейгер, П. Шейне, А. Ландрагин и П. Буйе, Как оценить дифференциальное ускорение в двухкомпонентном интерферометре атомов для проверки принципа эквивалентности, 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] Ф. Перейра Дос Сантос, Дифференциальная фазовая экстракция в атомном градиентометре, Phys. Ред. А 91, 063615 (2015). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.91.063615.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.063615

[14] М. Ландини, М. Фаттори, Л. Пеззе и А. Смерци, Защита от фазового шума в дифференциальной интерферометрии с квантовым усилением, New. Дж. Физ. 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] Ф. Соррентино, К. Бодарт, Л. Каччапуоти, Ю.-Х. Лиен, М. Преведелли, Г. Рози, Л. Сальви и Г. М. Тино, Пределы чувствительности рамановского атомного интерферометра в качестве гравитационного градиентометра, Phys. Ред. А 89, 023607 (2014). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.89.023607.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.023607

[16] А. Тримеч, Б. Баттелье, Д. Беккер, А. Бертольди, П. Буйе, К. Браксмайер, Э. Шаррон, Р. Коржье, М. Корнелиус, К. Душ, Н. Гаалул, С. Херрманн, Дж. Мюллер, Э. Расель, К. Шуберт, Х. Ву и Ф. Перейра душ Сантуш, Концептуальное исследование и предварительный проект интерферометра холодных атомов для космической гравитационной градиентометрии, Класс. Квантовая Грав. 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 и MA Kasevich, Чувствительная градиентометрия абсолютной силы тяжести с использованием атомной интерферометрии, Phys. Ред. А 65, 033608 (2002). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.65.033608.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.033608

[18] И. Перрин, Ю. Бидель, Н. Захзам, К. Бланшар, А. Брессон и М. Кадоре, Доказательная демонстрация измерения вертикального гравитационного градиента с использованием двухконтурного атомного интерферометра с одной контрольной массой, физ. Ред. А 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 и F. Pereira Dos Santos, Одновременное точное определение силы тяжести и ее вертикального градиента, Phys. Ред. А 99, 033601 (2019). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.033601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.033601

[20] Г. Рози, Л. Каччапуоти, Ф. Соррентино, М. Менчетти, М. Преведелли и Г. М. Тино, Измерение кривизны гравитационного поля с помощью атомной интерферометрии, Phys. Преподобный Летт. 114, 013001 (2015). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.013001.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.013001

[21] Д. Филипп, Э. Хакманн, К. Ламмерцаль и Дж. Мюллер Релятивистский геоид: гравитационный потенциал и релятивистские эффекты Phys. Ред. Д 101, 064032 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.101.064032.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.101.064032

[22] Г. Рози, Ф. Соррентино, Л. Каччапуоти, М. Преведелли и Г. М. Тино, Точное измерение ньютоновской гравитационной постоянной с использованием холодных атомов, 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 и EM Rasel, Квантовый тест универсальности свободного падения, Phys. Преподобный Летт. 112, 203002 (2014). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.203002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.203002

[24] Б. Барретт, Л. Антони-Миколье, Л. Шише, Б. Баттелье, Т. Левек, А. Ландрагин и П. Буйе, Двойные материально-волновые инерционные датчики в невесомости, Nature Communications 7, 13786 (2016). DOI: https:///doi.org/10.1038/ncomms13786.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms13786

[25] Г. Рози, Г. Д'Амико, Л. Каччапуоти, Ф. Соррентино, М. Преведелли, М. Зих, Ч. Брукнер и Г. М. Тино, Квантовый тест принципа эквивалентности для атомов в когерентной суперпозиции внутренних энергетических состояний, Nature Communications 8, 15529 (2017). DOI: https:///doi.org/10.1038/ncomms15529.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15529

[26] Асенбаум П., Оверстрит К., Ким М., Курти Дж., Касевич М.А., Атомно-интерферометрическая проверка принципа эквивалентности на уровне 10-12, Phys. Преподобный Летт. 125, 191101 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.191101.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.191101

[27] Б. Барретт, Г. Кондон, Л. Шише, Л. Антони-Миколье, Р. Аргель, М. Рабо, К. Пеллюэ, В. Жарло, А. Ландрагин, П. Буйе и Б. Баттелье, Проверка универсальности свободное падение с использованием коррелированных интерферометров атомов 39K–87Rb, AVS Quantum Sci. 4, 014401 (2022). DOI: https:///doi.org/10.1116/5.0076502.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0076502

[28] Г. М. Тино и Ф. Ветрано. Можно ли обнаружить гравитационные волны с помощью атомных интерферометров? Сорт. Квантовая Грав. 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] С. Димопулос, П. В. Грэм, Дж. М. Хоган, М. А. Касевич и С. Раджендран, Интерферометрический датчик атомных гравитационных волн, Phys. Ред. D 78, 122002 (2008). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.78.122002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.78.122002

[30] П. В. Грэм, Дж. М. Хоган, М. А. Касевич и С. Раджендран, Новый метод обнаружения гравитационных волн с помощью атомных датчиков, Phys. Преподобный Летт. 110, 171102 (2013). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.171102.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.171102

[31] Б. Кануэль и др., ELGAR — Европейская лаборатория гравитационных и атомно-интерферометрических исследований, класс. Квантовая Грав. 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 и T. Rosenband, Квантовая когерентность между двумя атомами за пределами $Q=10^{15}$, Phys. Преподобный Летт. 106, 160801 (2011). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.160801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.160801

[33] Э.Р. Клементс, М.Е. Ким, К. Куи, А.М. Ханкин, С.М. Брюэр, Дж. Валенсия, Ж.-С. Чен, К.-В. Чоу, Д.Р. Лейбрандт и Д.Б. Хьюм, Опрос двух независимых ${}^{27}$Al$^+$ часов с ограниченным сроком службы с использованием корреляционной спектроскопии, Phys. Преподобный Летт. 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 и DJ Wineland, Optical Clocks and Relativity, Science 329, 1630 (2010). DOI: https:///doi.org/10.1126/science.1192720.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1192720

[35] Т. Ботвелл, С. Дж. Кеннеди, А. Эппли, Д. Кедар, Дж. М. Робинсон, Э. Олкер, А. Старон и Дж. Йе, Определение гравитационного красного смещения атомного образца миллиметрового масштаба, 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. Чжэн, Дж. Долде, В. Лохаб, Б. Н. Мерриман, Х. Ли и С. Колковиц, Сравнение дифференциальных часов с мультиплексированными часами на оптической решетке, Nature 602, 425 (2022). DOI: https:///doi.org/10.1038/s41586-021-04344-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-021-04344-й

[37] М. Гесснер, Л. Пеззе и А. Смерци, Границы чувствительности для многопараметрической квантовой метрологии Phys. Преподобный Летт. 121, 130503 (2018). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.130503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.130503

[38] Л.-З. Лю и др. Распределенная квантовая фазовая оценка с запутанными фотонами, Nat. Фот. 15, 137–142 (2021). DOI: https:///doi.org/10.1038/s41566-020-00718-2.
https://doi.org/10.1038/s41566-020-00718-2

[39] А. Гоге, Б. Кануэль, Т. Левек, В. Шайби и А. Ландрагин, Характеристики и пределы интерферометра Саньяка с холодным атомом, Phys. Ред. А 80, 063604 (2009 г.). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.80.063604.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.063604

[40] К. Жанвье, В. Меноре, Б. Десрюэль, С. Мерле, А. Ландрагин и Ф. Перейра душ Сантуш, Компактный дифференциальный гравиметр на пределе квантового проекционного шума, Phys. Ред. А 105, 022801 (2022 г.). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022801

[41] Эта оценка получается с учетом соотношения $Delta^2 (theta_A – theta_B) = Delta^2 theta_A + Delta^2 theta_B$, справедливого для независимых интерферометров, и с учетом когерентных спиновых состояний частиц $N_A$ и $N_B$ соответственно, такое, что $Delta^2 theta_{A,B}=1/N_{A,B}$, независимо от значения $theta_{A,B}$. Наконец, оптимальная разделимая конфигурация получается для $N_A=N_B=N/2$, что дает $Delta^2 (theta_A – theta_B)_{rm SQL}=4/N$.

[42] Л. Пеззе, А. Смерзи, М. К. Оберталер, Р. Шмид и П. Трейтлейн, Квантовая метрология с неклассическими состояниями атомных ансамблей, Rev. Mod. физ. 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 и SA Haine, Улучшение датчиков холодных атомов с квантовой запутанностью: перспективы и проблемы, Appl. физ. лат. 118, 140501 (2021). DOI: https:///doi.org/10.1063/5.0050235.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0050235

[44] С. С. Сигети, С. П. Нолан, Дж. Д. Клоуз и С. А. Хейн, Высокоточная квантово-усиленная гравиметрия с конденсатом Бозе-Эйнштейна, Phys. Преподобный Летт. 125, 100402 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.100402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.100402

[45] Р. Коржье, Л. Пеззе и А. Смерци, Нелинейный интерферометр Брэгга с захваченным конденсатом Бозе-Эйнштейна, Phys. Ред. А, 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 and L. Pezzè, Сжатие дельта-удара, Phys. Преподобный Летт. 127, 183401 (2021). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.183401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.183401

[47] Л. Сальви, Н. Поли, В. Вулетич и Г. М. Тино, Сжатие импульсных состояний для атомной интерферометрии, Phys. Преподобный Летт. 120, 033601 (2018). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.033601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.033601

[48] Г. П. Греве, К. Луо, Б. Ву и Дж. К. Томпсон, Интерферометрия материи и волны с усилением запутанности в высокоточной полости, Nature 610, 472 (2022). DOI: https:///doi.org/10.1038/s41586-022-05197-9.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05197-9

[49] Ф. Андерс, А. Идель, П. Фельдманн, Д. Бондаренко, С. Лориани, К. Ланге, Дж. Пейзе, М. Герземанн, Б. Мейер-Хоппе, С. Абенд, Н. Гаалул, К. Шуберт, Д. Шлипперт, Л. Сантос, Э. Расель и К. Клемпт, Импульсная запутанность для атомной интерферометрии, Phys. Преподобный Летт. 127, 140402 (2021). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.140402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.140402

[50] М. Хуанг и др., Измерение самоусиливающегося спина в долгоживущем сжатом спиновом состоянии, arXiv: 2007.01964 (2020). DOI: https:///doi.org/10.48550/arXiv.2007.01964.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2007.01964

[51] А. Луше-Шове, Дж. Аппель, Дж. Дж. Ренема, Д. Облак, Н. Кьергаард и Э. С. Пользик, Атомные часы с помощью запутывания за пределами проекционного шума, 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] Э. Педрозо-Пенафиэль, С. Коломбо, К. Шу, А.Ф. Адиятуллин, З. Ли, Э. Мендес, Б. Браверман, А. Кавасаки, Д. Акамацу, Ю. Сяо и В. Вулетич, Запутанность на оптическом атоме. -часовой переход, 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] И. Крузе, К. Ланге, Дж. Пейзе, Б. Люке, Л. Пецце, Дж. Арльт, В. Эртмер, К. Лисдат, Л. Сантос, А. Смерци и К. Клемпт, Улучшение атомных часов с использованием Сжатый вакуум, физ. Преподобный Летт. 117, 143004 (2016). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.143004.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.143004

[54] Б. К. Малиа, Дж. Мартинес-Ринкон, Ю. Ву, О. Хостен и Марк А. Касевич, Спектроскопия Рамсея в свободном пространстве в рубидии с шумом ниже предела квантовой проекции, Phys. Преподобный Летт. 125, 043202 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.043202.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.043202

[55] М. Китагава и М. Уэда, Сжатые спиновые состояния, Phys. Ред. А 47, 5138 (1993). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.47.5138.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.5138

[56] М. Малитеста, А. Смерци и Л. Пеззе, Распределенное квантовое зондирование с помощью сжатого вакуумного света в настраиваемой сети интерферометров Маха-Цендера, arXiv: 2109.09178 (2021). DOI: https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.09178.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.09178

[57] О. Хостен, Н. Дж. Энгельсен, Р. Кришнакумар и М. Касевич Шум измерения в 100 раз ниже предела квантовой проекции с использованием запутанных атомов, 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 и JK Thompson, Детерминированные сжатые состояния с коллективными измерениями и обратной связью, Phys. Преподобный Летт. 116, 093602 (2016). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.093602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.093602

[59] И. Д. Леру, М. Х. Шлейер-Смит и В. Вулетич, 2010a, Реализация сжатия резонатора коллективного атомного спина, Phys. Преподобный Летт. 104, 073602 (2010). Дои: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.073602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.073602

[60] М. Гесснер, А. Смерци и Л. Пеззе, Многопараметрическое сжатие для оптимальных квантовых улучшений в сенсорных сетях, Нац. Комм. 11, 3817 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1038/s41467-020-17471-3.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17471-3

[61] С. М. Барнетт и П. М. Рэдмор, Методы теоретической квантовой оптики, Claredon Press, Оксфорд, 1997. ISBN: 9780198563617.

[62] Г. Сорелли, М. Гесснер, А. Смерци и Л. Пеззе, Быстрое и оптимальное создание запутанности в бозонных джозефсоновских переходах, Phys. Ред. А 99, 022329 (2019). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.022329.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.022329

[63] Между коэффициентами $theta_{rm MS}$, $varphi_{rm MS}$ уравнения (3) и $|u_{bb}|$, $|u_{cb}|$, $delta_{cb}$ в уравнении. (9): $|u_{bb}|=cos{theta_{rm MS}}$, $|u_{cb}|=sin{theta_{rm MS}}$, $delta_{cb}=varphi_{rm MS} }-пи/2$.

[64] Возьмем запутанное состояние частиц $N_A$ и когерентное спиновое состояние частиц $N_B = N-N_A$ в интерферометрах $A$ и $B$ соответственно. Для случая разделения мод мы имеем $Delta^2 (theta_A – theta_B) = Delta^2 theta_A + Delta^2 theta_B$. Предположим, что $Delta^2 theta_A ll Delta^2 theta_B=1/N_B$. Оптимизация $Delta^2 (theta_A – theta_B)$ по отношению к $N_A$ дает $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 1/N$. Вместо этого, если два интерферометра имеют одинаковое количество частиц, $N_A = N_B = N/2$, мы получаем $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 2/N$.

[65] М. Шульте, К. Лисдат, П.О. Шмидт, У. Стерр и К. Хаммерер, Перспективы и проблемы создания оптических атомных часов с улучшенным сжатием, 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] Дж. Пейзе, И. Крузе, К. Ланге, Б. Люкке, Л. Пецце, Дж. Арльт, В. Эртмер, К. Хаммерер, Л. Сантос, А. Смерзи и К. Клемпт, Удовлетворение Эйнштейна-Подольского- Критерий Розена с массивными частицами, Nature Communication 6, 8984 (2015). DOI: https:///doi.org/10.1038/ncomms9984.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms9984

[67] К. Гросс, Х. Стробель, Э. Никлас, Т. Зибольд, Н. Бар-Гилл, Г. Куризки и М. К. Оберталер, Атомное гомодинное обнаружение запутанных двухатомных состояний с непрерывной переменной, 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 и MS Chapman, Спин-нематический сжатый вакуум в квантовом газе, Nat. физ. 8, 305 (2012). DOI: https:///doi.org/10.1038/nphys2245.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2245

[69] М. Д. Рейд, Демонстрация парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена с использованием невырожденного параметрического усиления, Phys. Ред. А 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, KC Peng, Реализация парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена для непрерывных переменных, Phys. Преподобный Летт. 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 и G. Leuchs, Коллоквиум: Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена: от концепций к приложениям, Rev. Mod. физ. 81, 1727 (2009). DOI: https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1727.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1727

[72] Ю. Ма, Х. Мяо, Б. Хейун Панг, М. Эванс, К. Чжао, Дж. Хармс, Р. Шнабель и Ю. Чен, Предложение по обнаружению гравитационных волн за пределами стандартного квантового предела посредством ЭПР-запутанности, Nature Physics 13, 776 (2017). DOI: https:///doi.org/10.1038/nphys4118.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys4118

[73] Дж. Зюдбек, С. Штайнлехнер, М. Коробко и Р. Шнабель, Демонстрация улучшения интерферометра за счет запутанности Эйнштейна-Подольского-Розена, 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] Л. Пеззе и А. Смерзи, Шумные атомные часы с ограничением Гейзенберга, использующие гибридный протокол когерентного состояния и сжатого состояния, Phys. Преподобный Летт. 125, 210503 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.210503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.210503

[75] Л. Пеззе и А. Смерзи, Квантовый алгоритм оценки фазы с гауссовыми спиновыми состояниями, PRX Quantum 2, 040301 (2021). DOI: https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040301

[76] Каубрюггер Р., Васильев Д.В., Шульте М., Хаммерер К., Золлер П. Квантовая вариационная оптимизация интерферометрии Рамсея и атомных часов // Phys. Ред. X 11, 041045 (2021). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.041045.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.041045

[77] К. Д. Марциняк, Т. Фельдкер, И. Погорелов, Р. Каубрюггер, Д. В. Васильев, Р. ван Бийнен, П. Шиндлер, П. Золлер, Р. Блатт и Т. Монц, Оптимальная метрология с программируемыми квантовыми датчиками, Nature 603, 604 (2022). DOI: https:///doi.org/10.1038/s41586-022-04435-4.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04435-4

[78] Дж. Боррегаард и А.С. Серенсен, Атомные часы, близкие к пределу Гейзенберга, в присутствии декогеренции, Phys. Преподобный Летт. 111, 090801 (2013). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.090801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.090801

[79] Р. Кольхас, А. Бертольди, Э. Кантин, А. Аспект, А. Ландрагин и П. Буйе, Фазовая синхронизация тактового генератора с когерентным атомным ансамблем, Phys. Ред. X 5, 021011 (2015). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.5.021011.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.5.021011

[80] У. Боуден, А. Вианелло, И. Р. Хилл, М. Шиоппо и Р. Хобсон. Улучшение добротности оптических атомных часов с использованием квантовых измерений без разрушения, Phys. Ред. X 10, 041052 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.041052.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.041052

[81] К. Жанвье, В. Меноре, Б. Десрюэль, С. Мерле, А. Ландрагин и Ф. Перейра душ Сантуш, Компактный дифференциальный гравиметр на пределе квантового проекционного шума, Phys. Ред. А 105, 022801 (2022 г.). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022801

[82] Н. Гаалул, М. Мейстер, Р. Коржье, А. Пичери, П. Бегель, В. Херр, Х. Алерс, Э. Чаррон, Дж. Р. Уильямс, Р. Дж. Томпсон, В. П. Шлейх, Э. М. Расель и Н. П. Бигелоу, А. Лаборатория квантового газа на базе пикокельвиновой энергетической шкалы, 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 и JA Dunningham, Многопараметрическая оценка в сетевых квантовых датчиках, Phys. Преподобный Летт. 120, 080501 (2018). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.080501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.080501

[84] В. Ге, К. Джейкобс, З. Элдридж, А. В. Горшков и М. Фосс-Фейг, Распределенная квантовая метрология с линейными сетями и разделяемыми входами, Phys. Преподобный Летт. 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 и UL Andersen Распределенное квантовое зондирование в запутанной сети с непрерывными переменными, Nat. физ. 16, 281 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1038/s41567-019-0743-x.
HTTPS: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0743-х

[86] Ю. Ся, В. Ли, В. Кларк, Д. Харт, К. Чжуан и З. Чжан, Демонстрация реконфигурируемой запутанной сети радиочастотных фотонных датчиков, Phys. Преподобный Летт. 124, 150502 (2020). DOI: https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.150502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.150502

[87] Б. К. Малиа, Ю. Ву, Дж. Мартинес-Ринкон и М. А. Касевич, Распределенное квантовое зондирование с запутанной модовой сетью спин-сжатых атомных состояний, Nature 612, 661 (2022). DOI: https:///doi.org/10.1038/s41586-022-05363-z.
HTTPS: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-05363-г

Цитируется

[1] Хольгер Алерс, Леонардо Бадурина, Анджело Басси, Батист Баттелье, Квентин Бофилс, Кай Бонг, Филипп Буйе, Клаус Браксмайер, Оливер Бухмюллер, Маттео Карлессо, Эрик Чаррон, Мария Луиза Чиофало, Робин Коржье, Сандро Донади, Фабьен Дроз, Роберт Экоффе, Джон Эллис, Фредерик Эстев, Насер Гаалул, Доменико Херарди, Энно Гизе, Йенс Гросс, Орельен Хис, Томас Хенсель, Вальдемар Херр, Филипп Йетцер, Джина Кляйнштейнберг, Карстен Клемпт, Стив Леконт, Луиза Лопес, Сина Лориани, Жиль Метрис, Тьерри Мартин, Виктор Мартин, Габриэль Мюллер, Микель Нофрариас, Франк Перейра Дос Сантос, Эрнст М. Расель, Ален Робер, Ной Сакс, Майк Солтер, Деннис Шлипперт, Кристиан Шуберт, Тило Шульдт, Карлос Ф. Сопуэрта, Кристиан Струкманн, Гульельмо М. Тино, Тристан Валенсуэла, Вольф фон Клитцинг, Лиза Вернер, Питер Вольф, Нан Ю и Мартин Зелан, «STE-QUEST: Space Time Explorer и космический тест принципа квантовой эквивалентности», Arxiv: 2211.15412, (2022).

Приведенные цитаты из САО / НАСА ADS (последнее обновление успешно 2023-03-31 11:02:47). Список может быть неполным, поскольку не все издатели предоставляют подходящие и полные данные о цитировании.

On Цитируемый сервис Crossref данных о цитировании работ не обнаружено (последняя попытка 2023-03-31 23:03:04). Не удалось получить ADS цитируемые данные во время последней попытки 2023-03-31 23:03:04: ошибка cURL 28: время ожидания операции истекло через 10001 миллисекунду с получением 0 байтов

Эта статья опубликована в Quantum под Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) лицензия. Авторское право остается за первоначальными правообладателями, такими как авторы или их учреждения.

SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
Источник: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-03-30-965/

Отметка времени: 30 марта 2023

Отметка времени: Декабрь 5, 2023

Дифференциальные атомные интерферометры и часы с квантовым усилением и переключением спин-сжатие

Переиздано Платоном

Абстрактные

Популярное резюме

► Данные BibTeX

► Рекомендации

Цитируется

Больше от Квантовый журнал

Взаимно несмещенные базисы: полиномиальная оптимизация и симметрия

Использование среды для понимания немарковских открытых квантовых систем

Спектральные разрешения в алгебрах эффектов

О роли запутанности в сжатии цепей на основе кудитов

Сложность суперсимметричных систем и проблема когомологий

Генерация на основе измерений и сохранение состояний кота и сетки в кластерном состоянии с непрерывной переменной

Повышенная точность моделирования рысака с использованием интерполяции Чебышева

Нахождение всех локально неразличимых множеств обобщенных состояний Белла

Передача информации с непрерывными переменными каналами квантового стирания

Универсальные квантовые схемы для квантовой химии

Подгонка моделей квантового шума к данным томографии

О Нас

Вертикальный поиск и AI

Платформа

Оставайтесь на связи

Учетная запись