論文の概要: Hong-Ou-Mandel interference of more than 10 indistinguishable atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.02691v1
• Date: Thu, 03 Apr 2025 15:30:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-04 12:56:02.498483
• Title: Hong-Ou-Mandel interference of more than 10 indistinguishable atoms
• Title（参考訳）: 10個以上の識別不可能な原子のHong-Ou-Mandel干渉
• Authors: Martin Quensen, Mareike Hetzel, Luis Santos, Augusto Smerzi, Géza Tóth, Luca Pezzè, Carsten Klempt,
• Abstract要約: ホン・ウー・マンデル効果は多くの区別できない粒子にまで広がり、複雑な干渉パターンをもたらす。 ここでは、無視できない損失を持つ系において、最大12個の識別不可能な中性原子との干渉を実証する。 我々の手法は、非常に大きな数にスケールする可能性を提供し、区別不可能な粒子を持つ量子情報やハイゼンベルク制限原子干渉計における有望な応用を提示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: When two indistinguishable bosons interfere at a beam splitter, they both exit through the same output port. This foundational quantum-mechanical phenomenon, known as the Hong-Ou-Mandel (HOM) effect, has become a cornerstone in the field of quantum information. It also extends to many indistinguishable particles, resulting in complex interference patterns. However, despite of its fundamental and applied interest, the many-particle effect has only been observed in notoriously lossy photonic systems, but a realization with atomic systems has remained elusive until now. Here, we demonstrate HOM interference with up to 12 indistinguishable neutral atoms in a system with negligible loss. Our single-particle counting clearly reveals parity oscillations, a bunching envelope and genuine multi-partite entanglement, defining features of the multi-particle HOM effect. Our technique offers the potential for scaling to much larger numbers, presenting promising applications in quantum information with indistinguishable particles and Heisenberg-limited atom interferometry.
• Abstract（参考訳）: 2つの不明瞭なボソンがビームスプリッターに干渉すると、どちらも同じ出力ポートを抜ける。 この基礎的な量子力学現象は、Hong-Ou-Mandel(HOM)効果として知られているが、量子情報分野の基盤となっている。 また、多くの不明瞭な粒子にまで広がり、複雑な干渉パターンをもたらす。 しかし、その基本的かつ応用的な関心にもかかわらず、多粒子効果は悪名高い損失のあるフォトニクス系でしか観測されていないが、原子系による実現はいまだに解明されていない。 ここでは、最大12個の識別不能中性原子とのHOM干渉を、無視できない損失を持つ系で実証する。 単一粒子の計数によりパリティ振動が明らかとなり,多粒子HOM効果の特徴が明確になった。 我々の手法は、非常に大きな数にスケールする可能性を提供し、区別不可能な粒子を持つ量子情報やハイゼンベルク制限原子干渉計における有望な応用を提示する。

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