論文の概要: Spin Squeezing with Magnetic Dipoles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.07219v1
• Date: Mon, 11 Nov 2024 18:42:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-12 14:07:10.436454
• Title: Spin Squeezing with Magnetic Dipoles
• Title（参考訳）: 磁気ダイポールによるスピンスクイーズ
• Authors: Alexander Douglas, Vassilios Kaxiras, Lin Su, Michal Szurek, Vikram Singh, Ognjen Marković, Markus Greiner,
• Abstract要約: 絡み合いは、ショットノイズ限界を超える量子センサーの測定精度を向上させることができる。 我々は、ほとんどの中性原子に固有の磁気双極子-双極子相互作用を利用してスピンスクイーズ状態を実現する。 エルビウム量子ガス顕微鏡における有限範囲スピン交換相互作用を用いて, メロジカルに有用なスクイージングの7.1dBを実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.93140485169168
• License:
• Abstract: Entanglement can improve the measurement precision of quantum sensors beyond the shot noise limit. Neutral atoms, the basis of some of the most precise and accurate optical clocks and interferometers, do not naturally exhibit all-to-all interactions that are traditionally used to generate such entangled states. Instead, we take advantage of the magnetic dipole-dipole interaction native to most neutral atoms to realize spin-squeezed states. We achieve 7.1 dB of metrologically useful squeezing using the finite-range spin exchange interactions in an erbium quantum gas microscope. We further propose and demonstrate that introducing atomic motion protects the spin sector coherence at low fillings, significantly improving the achievable spin squeezing in a 2D dipolar system. This work's protocol can be implemented with most neutral atoms, opening the door to quantum-enhanced metrology in other itinerant dipolar systems, such as molecules or optical lattice clocks, and serves as a novel method for studying itinerant quantum magnetism with long-range interactions.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは、ショットノイズ限界を超える量子センサーの測定精度を向上させることができる。 最も正確で正確な光学時計と干渉計の基礎である中性原子は、伝統的にこのような絡み合った状態を生成するために使用される全ての相互作用を自然に示さない。 代わりに、ほとんどの中性原子に固有の磁気双極子-双極子相互作用を利用してスピンスクイーズ状態を実現する。 エルビウム量子ガス顕微鏡における有限範囲スピン交換相互作用を用いて, メロジカルに有用なスクイージングの7.1dBを実現した。 さらに, 原子運動の導入は, 低充填時のスピンセクターコヒーレンスを保護し, 2次元双極子系における達成可能なスピンスクイーズを著しく改善することを示す。 この研究のプロトコルは、ほとんどの中性原子で実装することができ、分子や光学格子時計のような他のイテナント双極子系における量子強化メトロジーへの扉を開き、長距離相互作用を持つイテナント量子磁性を研究する新しい方法として機能する。

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