論文の概要: Driven-dissipative four-mode squeezing of multilevel atoms in an optical cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10717v1
• Date: Tue, 19 Sep 2023 16:02:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-20 13:44:20.589462
• Title: Driven-dissipative four-mode squeezing of multilevel atoms in an optical cavity
• Title（参考訳）: 光キャビティにおける多レベル原子の駆動散逸4モードスクイーズ
• Authors: Bhuvanesh Sundar and Diego Barbarena and Ana Maria Rey and Asier Pi\~neiro Orioli
• Abstract要約: 我々は、駆動共振共振器に閉じ込められたマルチレベル原子を用いて、スケーラブルなマルチモード圧縮状態を生成する。 このより一般的なシステムでは、最大4つのスピンスクリュード・クオーチュアが得られることを示す。 アルカリ土類状原子を用いた現在の光学キャビティ実験では, 容易に検出可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We utilize multilevel atoms trapped in a driven resonant optical cavity to produce scalable multi-mode squeezed states for quantum sensing and metrology. While superradiance or collective dissipative emission by itself has been typically a detrimental effect for entanglement generation in optical cavities, in the presence of additional drives it can also be used as an entanglement resource. In a recent work [arXiv:2302.10828], we described a protocol for the dissipative generation of two-mode squeezing in the dark state of a six-level system with only one relevant polarization. There we showed that up to two quadratures can be squeezed. Here, we develop a generalized analytic treatment to calculate the squeezing in any multilevel system where atoms can collectively decay by emitting light into two polarization modes in a cavity. We show that in this more general system up to four spin squeezed quadratures can be obtained. We study how finite-size effects constrain the reachable squeezing, and analytically compute the scaling with $N$. Our findings are readily testable in current optical cavity experiments with alkaline-earth-like atoms.
• Abstract（参考訳）: 我々は、駆動共振光学キャビティに閉じ込められたマルチレベル原子を用いて、量子センシングとメトロジーのためのスケーラブルなマルチモード圧縮状態を生成する。 超放射能または集合散逸放出は、通常光学キャビティにおける絡み合い発生の有害な効果であるが、追加の駆動が存在する場合は絡み合い資源としても使用できる。 最近の研究 [arxiv:2302.10828] では、1つの関連する分極しか持たない6レベル系の暗く2モードスクイーズを散逸生成するためのプロトコルについて記述した。 そこで、最大2つの四角形を絞ることができることを示した。 そこで本研究では,キャビティ内の2つの偏光モードに光を照射することで原子が集合的に崩壊する多層系におけるスクイージングを計算するための一般化解析法を開発した。 このより一般的なシステムでは、最大4つのスピンスクリュード・クオーチュアが得られることを示す。 有限サイズ効果が到達可能なスクイーズをいかに制限するかを研究し、$N$で解析的に計算する。 本研究はアルカリ土様原子を用いた現在の光学キャビティ実験で容易に検証できる。

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