論文の概要: Bosonic pair production and squeezing for optical phase measurements in long-lived dipoles coupled to a cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.13090v1
• Date: Wed, 27 Apr 2022 17:39:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 09:09:01.463079
• Title: Bosonic pair production and squeezing for optical phase measurements in long-lived dipoles coupled to a cavity
• Title（参考訳）: 空洞結合長寿命双極子における光位相測定のためのボソニック対生成とスクイージング
• Authors: Bhuvanesh Sundar, Diego Barberena, Asier Pineiro Orioli, Anjun Chu, James K. Thompson, Ana Maria Rey, Robert J. Lewis-Swan
• Abstract要約: 共有キャビティモードを介して仮想光子の交換によって生じる原子間の絡み合いは指数関数的に速く成長する。 我々は、これを光位相(2つのアンサンブル間の共通かつ差分)の量子化センシングに利用することを提案する。 提案手法は, 原子系における連続的な可変絡み合いの観測と, 次世代光原子時計への応用のためのユニークな機会を開くことができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose to simulate bosonic pair creation using large arrays of long-lived dipoles with multilevel internal structure coupled to an undriven optical cavity. Entanglement between the atoms, generated by the exchange of virtual photons through a common cavity mode, grows exponentially fast and is described by two-mode squeezing (TMS) of effective bosonic quadratures. The mapping between an effective bosonic model and the natural spin description of the dipoles allows us to realize the analog of optical homodyne measurements via straightforward global rotations and population measurements of the electronic states, and we propose to exploit this for quantum-enhanced sensing of an optical phase (common and differential between two ensembles). We discuss a specific implementation based on Sr atoms and show that our sensing protocol is robust to sources of decoherence intrinsic to cavity platforms. Our proposal can open unique opportunities for the observation of continuous variable entanglement in atomic systems and associated applications in next-generation optical atomic clocks.
• Abstract（参考訳）: 非駆動光キャビティに結合した多層内部構造を持つ長寿命ダイポールの大きな配列を用いてボソニックペアの生成をシミュレートする。 共通のキャビティモードを介して仮想光子の交換によって生じる原子間の絡み合いは指数関数的に速くなり、有効ボソニック二次の2モードスクイージング(tms)によって記述される。 実効ボソニックモデルとダイポールの自然なスピン記述とのマッピングにより、電子状態の直接的大域回転と集団測定により光学ホモダイン測定の類似性を実現することができ、これを光位相(2アンサンブル間の共通および微分)の量子的検出に利用することを提案する。 sr原子に基づく特定の実装について検討し、このセンシングプロトコルがキャビティプラットフォーム固有のデコヒーレンス源に対して堅牢であることを示す。 提案手法は, 原子系における連続的な可変絡み合いの観測と, 次世代光原子時計への応用のためのユニークな機会を開くことができる。

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