論文の概要: Entanglement-Enhanced Matter-Wave Interferometry in a High-Finesse
Cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14027v2
- Date: Thu, 12 May 2022 18:12:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-10 05:24:36.129565
- Title: Entanglement-Enhanced Matter-Wave Interferometry in a High-Finesse
Cavity
- Title（参考訳）: 高密度キャビティにおけるエンタングルメント強化物質波干渉法
- Authors: Graham P. Greve, Chengyi Luo, Baochen Wu, James K. Thompson
- Abstract要約: エンタングルメント(英: Entanglement)は、独立した原子の量子崩壊によって設定された標準量子限界を超えることができる量子センサーの基本的な資源である。
集合キャビティ-QEDシステムは、レーザー冷却原子アンサンブルの内部自由度を含む多くの直接観測された絡み合いを生成することに成功した。
絡み合った状態は、直接観測されたメロジカルエンハンスメントの1.7+0.5_-0.5$ dBでマッハ・ツェンダー光パルス干渉計に初めて注入される。
- 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: Entanglement is a fundamental resource that allows quantum sensors to surpass
the standard quantum limit set by the quantum collapse of independent atoms.
Collective cavity-QED systems have succeeded in generating large amounts of
directly observed entanglement involving the internal degrees of freedom of
laser-cooled atomic ensembles. Here we demonstrate cavity-QED entanglement of
external degrees of freedom to realize a matter-wave interferometer of 700
atoms in which each individual atom falls freely under gravity and
simultaneously traverses two paths through space while also entangled with the
other atoms. We demonstrate both quantum non-demolition measurements and
cavity-mediated spin interactions for generating squeezed momentum states with
directly observed metrological gain $3.4^{+1.1}_{-0.9}$ dB and
$2.5^{+0.6}_{-0.6}$ dB below the standard quantum limit respectively. An
entangled state is for the first time successfully injected into a Mach-Zehnder
light-pulse interferometer with $1.7^{+0.5}_{-0.5}$ dB of directly observed
metrological enhancement. Reducing the fundamental quantum source of
imprecision provides a new resource that can be exploited to directly enhance
measurement precision, bandwidth, and accuracy or operate at reduced size.
These results also open a new path for combining particle delocalization and
entanglement for inertial sensors, searches for new physics, particles, and
fields, future advanced gravitational wave detectors, and accessing beyond
mean-field quantum many-body physics.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは、量子センサーが独立原子の量子崩壊によって設定された標準量子限界を超えることを可能にする基本的な資源である。
集合キャビティ-QEDシステムは、レーザー冷却原子アンサンブルの内部自由度を含む多くの直接観測された絡み合いを生成することに成功した。
ここでは、個々の原子が重力下で自由に落下し、2つの経路が空間を通過すると同時に他の原子とも絡み合う700原子の物質波干渉計を実現するために、外部自由度の空洞qの絡み合いを示す。
我々は、直接観測されたメートルロジカルゲイン3.4^{+1.1}_{-0.9}$dBと2.5^{+0.6}_{-0.6}$dBの圧縮運動量状態を生成するための量子非破壊測定とキャビティ媒介スピン相互作用の両方を標準量子限界以下で示す。
エンタングル状態は、直接観測されたmetrological enhancementの1.7^{+0.5}_{-0.5}$ dbのマッハツェンダー光パルス干渉計に初めて注入された。
インプレシションの基本的な量子源の削減は、測定精度、帯域幅、精度を直接向上したり、サイズを縮小したりできる新しいリソースを提供する。
これらの結果は、慣性センサーの粒子の非局在化と絡み合い、新しい物理学、粒子、磁場の探索、将来の重力波検出器、平均場量子多体物理学を越えてアクセスするための新しい経路も開けた。
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