具有自旋挤压交换功能的量子增强微分原子干涉仪和时钟

具有自旋挤压交换功能的量子增强微分原子干涉仪和时钟

时间戳记：30年2023月6日上午59:XNUMX

罗宾柯吉尔1,2, 马可·马利斯塔1, 奥古斯托·斯梅兹（Augusto Smerzi）1及 卢卡佩泽1

1QSTAR、INO-CNR 和 LENS，Largo Enrico Fermi 2, 50125 Firenze, Italy。
2LNE-SYRTE, 巴黎天文台, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université 61 avenue de l'Observatoire, 75014 Paris, France

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抽象

由于共模噪声抑制，差分配置对于使用原子干涉仪进行相位和频率估计的实际应用至关重要。 目前，具有不相关粒子和模式可分离设置的差分协议达到了标准量子极限 (SQL) 所限制的灵敏度。 在这里，我们表明微分干涉测量可以理解为分布式多参数估计问题，并且可以从模式和粒子纠缠中受益。 我们的协议使用单个自旋压缩状态，该状态在常见的干涉模式之间进行模式交换。 优化模式交换以估计具有子 SQL 敏感性的微分相移。 指导协议优化的分析近似值支持数值计算。 该方案还通过模拟原子钟和干涉仪中的噪声进行了测试。

量子增强差分原子干涉仪和时钟，具有自旋压缩交换柏拉图区块链数据智能。垂直搜索。人工智能。

热门摘要

由于共模噪声抑制，差分配置对于使用原子干涉仪进行相位和频率估计的实际应用至关重要。
目前，具有不相关粒子和模式可分离设置的差分协议达到了标准量子极限 (SQL) 所限制的灵敏度。
在这里，我们表明微分干涉测量可以理解为分布式多参数估计问题，并且可以从模式和粒子纠缠中受益。
我们的协议使用单个自旋压缩状态，该状态在常见的干涉模式之间进行模式交换。
优化模式交换以估计具有子 SQL 敏感性的微分相移。

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[63] 以下关系在等式的系数 $theta_{rm MS}$, $varphi_{rm MS}$ 之间成立。 (3) 和方程式中的 $|u_{bb}|$, $|u_{cb}|$, $delta_{cb}$ (9): $|u_{bb}|=cos{theta_{rm MS}}$, $|u_{cb}|=sin{theta_{rm MS}}$, $delta_{cb}=varphi_{rm MS} }-pi/ 2$。

[64] 我们分别在干​​涉仪 $A$ 和 $B$ 中采用 $N_A$ 粒子的纠缠态和 $N_B = N- N_A$ 粒子的相干自旋态。 对于模式可分离的情况，我们有 $Delta^2 (theta_A – theta_B) = Delta^2 theta_A + Delta^2 theta_B$。 假设 $Delta^2 theta_A ll Delta^2 theta_B=1/ N_B$。 $Delta^2 (theta_A – theta_B)$ 相对于 $N_A$ 的优化给出 $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 1/ N$。 相反，如果两个干涉仪具有相同数量的粒子，$N_A = N_B = N/ 2$，我们将获得 $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 2/ N$。

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被引用

[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,蒂埃里·马丁、维克多·马丁、加布里埃尔·穆勒、米克尔·诺夫拉里亚斯、弗兰克·佩雷拉·多斯桑托斯、恩斯特·M·拉塞尔、阿兰·罗伯特、诺亚·萨克斯、迈克·索尔特、丹尼斯·施利珀特、克里斯蒂安·舒伯特、蒂洛·舒尔特、卡洛斯·F·索普埃塔、克里斯蒂安·斯特鲁克曼、古列尔莫·M . Tino、Tristan Valenzuela、Wolf von Klitzing、Lisa Wörner、Peter Wolf、Nan Yu 和 Martin Zelan，“STE-QUEST：时空探索者和量子等效原理空间测试”， 的arXiv：2211.15412, (2022).

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