論文の概要: Distributed quantum sensing with a mode-entangled network of
spin-squeezed atomic states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.06382v1
- Date: Thu, 12 May 2022 22:13:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 09:20:15.916920
- Title: Distributed quantum sensing with a mode-entangled network of
spin-squeezed atomic states
- Title（参考訳）: スピンスクイーズ原子状態のモード絡み合いネットワークによる分散量子センシング
- Authors: Benjamin K. Malia, Yunfan Wu, Juli\'an Mart\'inez-Rinc\'on, Mark A.
Kasevich
- Abstract要約: 量子センサーは正確な時間保持、フィールドセンシング、量子通信に使用される。
各ノードに局所的な絡み合いしか持たないネットワークの場合、ネットワークのノイズ性能はノード数の平方根で改善される。
ここでは,ネットワークノード間の非局所的絡み合いが,ネットワークサイズによるスケーリングを向上することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2867517731896504
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum sensors are used for precision timekeeping, field sensing, and
quantum communication. Comparisons among a distributed network of these sensors
are capable of, for example, synchronizing clocks at different locations. The
performance of a sensor network is limited by technical challenges as well as
the inherent noise associated with the quantum states used to realize the
network. For networks with only local entanglement at each node, the noise
performance of the network improves at best with square root of the number of
nodes. Here, we demonstrate that nonlocal entanglement between network nodes
offers better scaling with network size. A shared quantum nondemolition
measurement entangles a clock network with up to four nodes. This network
provides up to 4.5 dB better precision than one without nonlocal entanglement,
and 11.6 dB improvement as compared to a network of sensors operating at the
quantum projection noise limit. We demonstrate the generality of the approach
with atomic clock and atomic interferometer protocols, in scientific and
technologically relevant configurations optimized for intrinsically
differential comparisons of sensor outputs.
- Abstract（参考訳）: 量子センサーは正確な時間保持、フィールドセンシング、量子通信に使用される。
これらのセンサーの分散ネットワーク間の比較は、例えば異なる場所で時計を同期させることができる。
センサネットワークの性能は、ネットワークを実現するために使用される量子状態に関連する固有のノイズと同様に、技術的な課題によって制限される。
各ノードに局所的な絡み合いしか持たないネットワークの場合、ネットワークのノイズ性能はノード数の平方根で改善される。
ここでは,ネットワークノード間の非局所的絡み合いが,ネットワークサイズによるスケーリングを向上することを示す。
共有量子非劣化測定は、最大4ノードのクロックネットワークを絡ませる。
このネットワークは、非局所的な絡み合いのないものよりも4.5dBの精度が向上し、量子投影ノイズ限界で動作しているセンサーのネットワークに比べて11.6dBの精度が向上する。
センサ出力の固有差比較に最適化された科学的および技術的に関連のある構成において、原子時計および原子干渉計プロトコルを用いたアプローチの汎用性を示す。
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