論文の概要: Bose-Einstein condensate soliton qubit states for metrological applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.13190v1
• Date: Thu, 26 Nov 2020 09:05:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 22:44:21.838756
• Title: Bose-Einstein condensate soliton qubit states for metrological applications
• Title（参考訳）: Bose-Einstein condensate soliton qubit state for merological applications
• Authors: The Vinh Ngo, Dmitriy Tsarev, Ray-Kuang Lee, and Alexander Alodjants
• Abstract要約: 2つのソリトン量子ビット状態を持つ新しい量子メトロジー応用を提案する。 位相空間解析は、人口不均衡-位相差変数の観点からも、マクロ的な量子自己トラッピング状態を示すために行われる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: By utilizing Bose-Einstein condensate solitons, optically manipulated and trapped in a double-well potential, coupled through nonlinear Josephson effect, we propose novel quantum metrology applications with two soliton qubit states. In addition to steady-state solutions in different scenarios, phase space analysis, in terms of population imbalance - phase difference variables, is also performed to demonstrate macroscopic quantum self-trapping regimes. Schr\"odinger-cat states, maximally path-entangled ($N00N$) states, and macroscopic soliton qubits are predicted and exploited for the distinguishability of obtained macroscopic states in the framework of binary (non-orthogonal) state discrimination problem. For arbitrary phase estimation in the framework of linear quantum metrology approach, these macroscopic soliton states are revealed to have a scaling up to the Heisenberg limit (HL). The examples are illustrated for HL estimation of angular frequency between the ground and first excited macroscopic states of the condensate, which opens new perspectives for current frequency standards technologies.
• Abstract（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮ソリトンを用い、非線形ジョセフソン効果によって光学的に操作され二重ウェルポテンシャルに閉じ込められることにより、2つのソリトン量子ビット状態を持つ新しい量子メトロロジー応用を提案する。 異なるシナリオにおける定常解に加えて、位相空間解析は、人口不均衡-位相差変数の観点からも、マクロ的な量子自己トラッピング状態を示すために行われる。 双対(非直交)状態判別問題の枠組みにおいて, 得られたマクロ状態の識別可能性について, シュリンガー・キャット状態, 最大経路絡み(N00N$)状態, マクロソリトン量子ビットを予測し, 利用した。 線形量子メソロジーの枠組みにおける任意の位相推定について、これらのマクロソリトン状態はハイゼンベルク極限(hl)までスケールすることが明らかとなる。 これらの例は、現在の周波数標準技術の新しい展望を開く凝縮物の接地と最初の励起巨視的状態の間の角周波数のhl推定のために示される。

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