論文の概要: Characterization of Errors in Interferometry with Entangled Atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.03306v2
- Date: Tue, 11 Aug 2020 19:23:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-11 01:59:00.246041
- Title: Characterization of Errors in Interferometry with Entangled Atoms
- Title（参考訳）: 絡み合う原子との干渉法における誤差のキャラクタリゼーション
- Authors: Constantin Brif, Brandon P. Ruzic, Grant W. Biedermann
- Abstract要約: 原子干渉計装置の感度を制限できる誤差源の効果について検討する。
エラーには、初期絡み合った状態の準備におけるエラー、レーザーパルスの不完全性、初期原子波パケットの運動量拡散、測定エラー、自然放出、原子損失が含まれる。
解析結果から, エンタングルメント強化原子干渉計は既存の実験能力で実現可能であると考えられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent progress in generating entangled spin states of neutral atoms provides
opportunities to advance quantum sensing technology. In particular,
entanglement can enhance the performance of accelerometers and gravimeters
based on light-pulse atom interferometry. We study the effects of error sources
that may limit the sensitivity of such devices, including errors in the
preparation of the initial entangled state, imperfections in the laser pulses,
momentum spread of the initial atomic wave packet, measurement errors,
spontaneous emission, and atom loss. We determine that, for each of these
errors, the expectation value of the parity operator $\Pi$ has the general
form, $\overline{\langle \Pi \rangle} = \Pi_0 \cos( N \phi )$, where $\phi$ is
the interferometer phase and $N$ is the number of atoms prepared in the
maximally entangled Greenberger--Horne--Zeilinger state. Correspondingly, the
minimum phase uncertainty has the general form, $\Delta\phi = (\Pi_0 N)^{-1}$.
Each error manifests itself through a reduction of the amplitude of the parity
oscillations, $\Pi_0$, below the ideal value of $\Pi_0 = 1$. For each of the
errors, we derive an analytic result that expresses the dependence of $\Pi_0$
on error parameter(s) and $N$, and also obtain a simplified approximate
expression valid when the error is small. Based on the performed analysis,
entanglement-enhanced atom interferometry appears to be feasible with existing
experimental capabilities.
- Abstract（参考訳）: 中性原子の絡み合ったスピン状態を生成する最近の進歩は、量子センシング技術の進歩をもたらす。
特に、絡み合いは光パルス原子干渉計に基づく加速度計と重力計の性能を高めることができる。
本稿では, 初期絡み合い状態の生成における誤差, レーザーパルスの不完全性, 初期原子波パケットの運動量拡散, 測定誤差, 自然放出, 原子損失など, 装置の感度を制限できる誤差源の効果について検討する。
これらの誤差に対して、パリティ作用素 $\Pi$ の期待値は一般形式 $\overline{\langle \Pi \rangle} = \Pi_0 \cos(N \phi )$ であり、$\phi$ は干渉計位相であり、$N$ は最大エンタングルされたグリーンベルガー-ホルン-ザイリンガー状態にある原子の数である。
対応する最小位相の不確かさは、一般的な形式 $\delta\phi = (\pi_0 n)^{-1}$ を持つ。
各誤差はパリティ振動の振幅 ($\pi_0$) を、理想値 ($\pi_0 = 1$) よりも低くすることで現れる。
それぞれの誤差に対して,$\Pi_0$の誤差パラメータ(s)と$N$への依存性を表す解析結果が導出され,誤差が小さい場合に有効な近似式が得られた。
解析結果から, エンタングルメント強化原子干渉計は既存の実験能力で実現可能であると考えられる。
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