論文の概要: Generation of many-body entanglement by collective coupling of atom pairs to cavity photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14461v1
- Date: Thu, 20 Jun 2024 16:23:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-21 12:43:03.210771
- Title: Generation of many-body entanglement by collective coupling of atom pairs to cavity photons
- Title（参考訳）: 原子対と空洞光子との結合による多体絡み合いの生成
- Authors: Sankalp Sharma, Jan Chwedeńczuk, Tomasz Wasak,
- Abstract要約: 制御可能でスケーラブルな触媒を同定し, メロジカルに有用な絡み合った状態が高速に生成できることを示した。
絡み合い形成の時間スケールは、素原子-原子相互作用よりもはるかに短く、光子損失によるデコヒーレンスを効果的に除去することができる。
我々のプロトコルは、制御可能でスケーラブルな多体絡み合いが望まれる将来の量子センサーや他のシステムに応用できるかもしれない。
- 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 generation of many-body entangled states in atomic samples should be fast, as this process always involves a subtle interplay between desired quantum effects and unwanted decoherence. Here we identify a controllable and scalable catalyst that allows metrologically useful entangled states to be generated at a high rate. This is achieved by immersing a collection of bosonic atoms, trapped in a double-well potential, in an optical cavity. In the dispersive regime, cavity photons collectively couple pairs of atoms in their ground state to a molecular state, effectively generating, photon-number dependent atom-atom interactions. These effective interactions entangle atoms at a rate that strongly scales with both the number of photons and the number of atoms. As a consequence, the characteristic time scale of entanglement formation can be much shorter than for bare atom-atom interactions, effectively eliminating the decoherence due to photon losses. Here, the control of the entanglement generation rate does not require the use of Feshbach resonances, where magnetic field fluctuations can contribute to decoherence. Our protocol may find applications in future quantum sensors or other systems where controllable and scalable many-body entanglement is desired.
- Abstract（参考訳）: このプロセスは、常に所望の量子効果と望ましくないデコヒーレンスの間の微妙な相互作用を含むため、原子サンプル中の多体絡み合った状態の生成は高速であるべきである。
ここでは, 制御可能でスケーラブルな触媒を同定し, メソジカルに有用な絡み合った状態が高速に生成できることを示した。
これは、二重井戸電位に閉じ込められたボゾン原子の集合を光学キャビティに浸漬することで達成される。
分散状態においては、空洞光子は基底状態の原子対を分子状態にまとめて結合し、光子数依存原子相互作用を効果的に生成する。
これらの効果的な相互作用は、光子数と原子数の両方で強くスケールする速度で原子を絡み合わせる。
結果として、絡み合い形成の特徴的な時間スケールは、素原子-原子相互作用よりもはるかに短くなり、光子損失によるデコヒーレンスを効果的に排除できる。
ここでは、エンタングルメント生成率の制御は、磁場のゆらぎがデコヒーレンスに寄与するフェシュバッハ共鳴を用いることを必要としない。
我々のプロトコルは、制御可能でスケーラブルな多体絡み合いが望まれる将来の量子センサーや他のシステムに応用できるかもしれない。
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