論文の概要: Exact Numerical Solution of Stochastic Master Equations for Conditional Spin Squeezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.02495v1
• Date: Sun, 4 Feb 2024 14:03:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-06 19:27:52.199228
• Title: Exact Numerical Solution of Stochastic Master Equations for Conditional Spin Squeezing
• Title（参考訳）: 条件付きスピンスクイージングのための確率マスター方程式の厳密な数値解法
• Authors: ZhiQing Zhang, Yuan Zhang, HaiZhong Guo, ChongXin Shan, Gang Chen and Klaus M{\o}lmer
• Abstract要約: 同一原子を持つ系に対する条件付きスピンスクイーズ方程式の正確な数値解を示す。 スピンスクイーズが集合密度行列要素のガウス的分布によって鮮明に説明できることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.824341405962008
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Stochastic master equations are often used to describe conditional spin squeezing of atomic ensemble, but are limited so far to the systems with few atoms due to the exponentially increased Hilbert space. In this article, we present an exact numerical solution of these equations for systems with identical atoms by mapping identical density matrix elements to a single quantity characterized by collective quantum numbers, and apply it to the system with hundred atoms in a bad cavity subject to a homodyne detection. We demonstrate that the spin squeezing can be vividly illustrated by the Gaussian-like distribution of the collective density matrix elements, and we examine the influence of the probe field strength and polarization, the detection efficiency, the spontaneous emission rate and the number of atoms. Our exact approach can play an important role in gauging the approximate approaches applied for systems with more atoms, such as Gaussian-state formalism and stochastic mean-field approach, and it permits also exploration of entanglement effects beyond these approaches.
• Abstract（参考訳）: 確率マスター方程式は、しばしば原子アンサンブルの条件付きスピンスクイージングを記述するために用いられるが、指数関数的に増大するヒルベルト空間のため、原子数が少ない系に限る。 本稿では、同一密度行列要素を集合量子数で特徴づけられる単一の量にマッピングすることで、同一原子を持つ系に対するこれらの方程式の正確な数値解を示し、これをホモダイン検出による悪い空洞における100個の原子を持つ系に適用する。 本研究では, スピンスクイーズが集合密度行列要素のガウス的分布によって鮮明に説明できることを実証し, プローブ場強度と偏光, 検出効率, 自然放出速度, 原子数の影響について検討した。 我々の正確なアプローチは、ガウス状態形式や確率的平均場アプローチのような、より多くの原子を持つ系に適用される近似的なアプローチをゲージする上で重要な役割を果たす。

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