論文の概要: Entangled Matter-waves for Quantum Enhanced Sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13616v2
- Date: Mon, 12 Aug 2024 22:11:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 22:04:55.248837
- Title: Entangled Matter-waves for Quantum Enhanced Sensing
- Title(参考訳): 量子増強センシングのための絡み合った物質波
- Authors: John Drew Wilson, Jarrod T. Reilly, Haoqing Zhang, Chengyi Luo, Anjun Chu, James K. Thompson, Ana Maria Rey, Murray J. Holland,
- Abstract要約: 本稿では,電子的相互作用を必要とせず,空洞内の原子の運動状態のみの絡み合いを創り,制御する方法を提案する。
このシステムは高度に調整可能な多体量子センサーとシミュレータを提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The ability to create and harness entanglement is crucial to the fields of quantum sensing and simulation, and ultracold atom-cavity systems offer pristine platforms for this undertaking. Here, we present a method for creating and controlling entanglement between solely the motional states of atoms in a cavity without the need for electronic interactions. We show this interaction arises from a general atom-cavity model, and discuss the role of the cavity frequency shift in response to atomic motion. This cavity response leads to many different squeezing interactions between the atomic momentum states. Furthermore, we show that when the atoms form a density grating, the collective motion leads to one-axis twisting, a many-body energy gap, and metrologically useful entanglement even in the presence of noise. Noteably, an experiment has recently demonstrated this regime leads to an effective momentum-exchange interaction between atoms in a common cavity mode. This system offers a highly tunable, many-body quantum sensor and simulator.
- Abstract(参考訳): エンタングルメントの生成と利用は、量子センシングとシミュレーションの分野において不可欠であり、超低温の原子空洞システムは、この事業のための原始的なプラットフォームを提供する。
本稿では、電子的相互作用を必要とせず、空洞内の原子の運動状態のみの絡み合いを創り、制御する方法を提案する。
この相互作用は一般の原子空洞モデルから発生し,原子運動に対する共振器の周波数シフトの役割について議論する。
この空洞反応は、原子運動量状態の間の多くの異なる相互作用をもたらす。
さらに, 原子が密度格子を形成すると, 集団運動が一軸ねじれ, 多体エネルギーギャップを生じ, ノイズの存在下でも気象学的に有用な絡み合いを生じさせることを示した。
注目すべきは、この状態が共有キャビティモードにおける原子間の効果的な運動量-交換相互作用をもたらすことを示したことである。
このシステムは高度に調整可能な多体量子センサーとシミュレータを提供する。
関連論文リスト
- Laser-painted cavity-mediated interactions in a quantum gas [0.0]
超低温の原子ガスに基づく実験プラットフォームは、複雑なシステムの量子シミュレーションを大幅に進歩させた。
本稿では,レーザー塗装された空洞媒介相互作用を用いた実験手法を提案する。
提案手法は,キャビティ量子力学の汎用性とレーザ操作の精度を組み合わせたものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-05-13T06:13:16Z) - Strong Spin-Motion Coupling in the Ultrafast Quantum Many-body Dynamics
of Rydberg Atoms in a Mott-insulator Lattice [0.0]
本研究では,波動関数の拡散による相互作用電位の大きな変動から,強いスピンモーション結合が生じることを示す。
トラップ電位によって設定された運動エネルギースケールに対して、スピン-運動結合の強度を任意に調整する新しい手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-11-27T07:04:02Z) - Cavity-Mediated Collective Momentum-Exchange Interactions [0.0]
我々は、原子が共有キャビティモードからの光子の集合放出と吸収を通じて運動量状態と交換する運動量交換相互作用を初めて実現した。
運動量-交換相互作用は、物質-波干渉計におけるオール・ツー・オール・アイシングのような相互作用を観測し、絡み合いの発生に有用である。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-03T23:12:58Z) - Spin- and Momentum-Correlated Atom Pairs Mediated by Photon Exchange and
Seeded by Vacuum Fluctuations [0.0]
本研究では, スピンと運動量モードで一対の原子を生成する機構を実験的に実証した。
運動量空間における対の生成とスピン間相関を観測する。
この結果から,量子強調干渉法と量子シミュレーション実験の可能性が期待できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-20T17:59:03Z) - Bound state of distant photons in waveguide quantum electrodynamics [137.6408511310322]
遠い粒子間の量子相関は、量子力学の誕生以来謎のままである。
箱の中の2つの相互作用する粒子の最も単純な1次元のセットアップにおいて、新しい種類の有界量子状態を予測する。
このような状態は導波路量子電磁力学プラットフォームで実現できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-17T09:27:02Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-14T08:34:11Z) - Formation of robust bound states of interacting microwave photons [148.37607455646454]
相互作用系の目印の1つは、多粒子境界状態の形成である。
我々は,スピン-1/2 XXZモデルの周期量子回路を実装した高忠実度パラメータ化可能なfSimゲートを開発した。
マイクロ波光子を隣接量子ビット上に配置することにより、これらの励起の伝播を研究し、最大5個の光子の結合特性を観察する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-10T17:52:29Z) - Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum
simulators [68.8204255655161]
コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。
そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-31T13:32:12Z) - Quantum simulation with fully coherent dipole--dipole-interactions
mediated by three-dimensional subwavelength atomic arrays [0.0]
低温原子を用いた量子シミュレータは、量子多体問題に取り組む最も有望なアプローチの一つである。
ここでは、簡単な立方体3次元の原子配列を用いて、光の一方向バンドギャップを生成することを提案する。
組込み不純物間のコヒーレントで散逸のない相互作用を可能にすることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-23T16:26:20Z) - Quantum chaos driven by long-range waveguide-mediated interactions [125.99533416395765]
導波路内の2レベル原子の有限周期配列と相互作用する一対の光子の量子状態について理論的に検討する。
実空間では非常に不規則な波動関数を持つ2つのポラリトン固有状態の計算を行った。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-24T07:06:36Z) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-16T08:03:44Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。