論文の概要: Robust Interaction-Enhanced Sensing via Antisymmetric Rabi Spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.03179v2
• Date: Fri, 28 Oct 2022 04:34:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-02 04:45:59.038581
• Title: Robust Interaction-Enhanced Sensing via Antisymmetric Rabi Spectroscopy
• Title（参考訳）: 反対称ラビ分光法によるロバスト相互作用強化センシング
• Authors: Jiahao Huang, Sijie Chen, Min Zhuang, Chaohong Lee
• Abstract要約: 原子-原子相互作用の存在下での衝突シフトのない反対称ラビ分光プロトコルを提案する。 強い原子-原子相互作用とラビ周波数により、スペクトル分解能は劇的に改善され、測定精度は標準量子限界を破ることもある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Atomic spectroscopy, an essential tool for frequency estimation, is widely used in quantum sensing. Atom-atom interaction can be used to generate entanglement for achieving quantum enhanced sensing. However, atom-atom interaction always induces collision shift, which brings systematic error in determining the resonance frequency. Contradiction between utilizing atom-atom interaction and suppressing collision shift generally exists in atomic spectroscopy. Here, we propose an antisymmetric Rabi spectroscopy protocol without collision shift in the presence of atom-atom interactions. We analytically find that the antisymmetric point can be used for determining the resonance frequency. For small Rabi frequency, our antisymmetric Rabi spectroscopy with slight atom-atom interaction can provide better measurement precision than the conventional Rabi spectroscopy. With stronger atom-atom interaction and Rabi frequency, the spectrum resolution can be dramatically improved and the measurement precision may even beat the standard quantum limit. Moreover, unlike the quantum-enhanced Ramsey interferometry via spin squeezing, our scheme is robust against detection noises. Our antisymmetric Rabi spectroscopy protocol has promising applications in various practical quantum sensors such as atomic clocks and atomic magnetometers.
• Abstract（参考訳）: 周波数推定の必須ツールである原子スペクトロスコピーは、量子センシングで広く使われている。 原子-原子相互作用は量子強化センシングを達成するために絡み合いを生成するのに使うことができる。 しかし、原子と原子の相互作用は常に衝突シフトを引き起こし、共鳴周波数の決定に系統的な誤差をもたらす。 原子-原子相互作用の利用と衝突シフトの抑制の対比は一般に原子分光法に存在する。 本稿では,原子-原子相互作用の存在下での衝突シフトのない反対称ラビ分光プロトコルを提案する。 反対称点が共鳴周波数の決定に利用できることを解析的に見出した。 小さなラビ周波数の場合、原子-原子間相互作用の少ない反対称ラビ分光法は従来のラビ分光法よりも測定精度が良い。 強い原子-原子相互作用とラビ周波数により、スペクトル分解能は劇的に改善され、測定精度は標準量子限界を破ることもある。 さらに、スピンスクイーズによる量子エンハンスドラムゼー干渉法とは異なり、検出ノイズに対してロバストである。 我々の反対称ラビ分光プロトコルは、原子時計や原子磁気センサのような様々な実用的な量子センサーに有望な応用がある。

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