論文の概要: Quantum Non-Demolition Measurement on the Spin Precession of
Laser-Trapped $^{171}$Yb Atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.08218v1
- Date: Sat, 17 Sep 2022 02:19:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 07:02:57.375445
- Title: Quantum Non-Demolition Measurement on the Spin Precession of
Laser-Trapped $^{171}$Yb Atoms
- Title（参考訳）: レーザー処理した$^{171}$Yb原子のスピン沈降の量子非破壊測定
- Authors: Y. A. Yang, T. A. Zheng, S.-Z. Wang, W.-K. Hu, Chang-Ling Zou, T. Xia,
and Z.-T. Lu
- Abstract要約: 量子非破壊測定(QND)は、検出効率と測定忠実度を高める。
本稿では,レーザートラップ原子のスピン状態に対するQND測定手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum non-demolition (QND) measurement enhances the detection efficiency
and measurement fidelity, and is highly desired for its applications in
precision measurements and quantum information processing. We propose and
demonstrate a QND measurement scheme for the spin states of laser-trapped
atoms. On $^{171}$Yb atoms held in an optical dipole trap, a transition that is
simultaneously cycling, spin-state selective, and spin-state preserving is
created by introducing a circularly polarized beam of control laser to
optically dress the spin states in the excited level, while leaving the spin
states in the ground level unperturbed. We measure the phase of spin precession
of $5\times10^{4}$ atoms in a bias magnetic field of 20 mG. This QND approach
reduces the optical absorption detection noise by $\sim$19 dB, to a level of
2.3 dB below the atomic quantum projection noise. In addition to providing a
general approach for efficient spin-state readout, this all-optical technique
allows quick switching and real-time programming for quantum sensing and
quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子非破壊測定(QND)は、検出効率と測定忠実度を高め、精度測定や量子情報処理におけるその応用に強く望まれる。
本稿では,レーザートラップ原子のスピン状態に対するQND測定手法を提案する。
光双極子トラップに保持されている$^{171}$ybの原子では、回転状態、スピン状態選択、スピン状態保存を同時に行う遷移が、スピン状態を励起レベルに光学的に配置するために制御レーザの円偏光ビームを導入することによって作成され、スピン状態は地層に不安定となる。
我々は、20mGのバイアス磁場における5-times10^{4}$原子のスピン沈降の位相を測定する。
このqndアプローチにより、光吸収検出ノイズを$\sim$19db削減し、原子量子投影ノイズ以下の2.3dbに低減する。
効率的なスピン状態読み取りのための一般的なアプローチを提供するのに加えて、この全光学技術は量子センシングと量子情報処理のための高速なスイッチングとリアルタイムプログラミングを可能にする。
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