論文の概要: Atom-light hybrid interferometer for atomic sensing with quantum memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.18373v1
• Date: Mon, 26 Jan 2026 11:26:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-27 15:23:08.793434
• Title: Atom-light hybrid interferometer for atomic sensing with quantum memory
• Title（参考訳）: 量子メモリを用いた原子センシングのための原子光ハイブリッド干渉計
• Authors: Xingchang Wang, Xinyun Liang, Liang Dong, Ying Zuo, Jianmin Wang, Dasen Yang, Linyu Chen, Georgios A. Siviloglou, Z. Y. Ou, J. F. Chen,
• Abstract要約: 原子光干渉計は、その究極の原子センシング性能を利用するための効率的なアプローチを欠いている。 我々の研究は、量子メモリ支援原子光干渉計による分散量子ネットワークの構築において重要な応用となるかもしれない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.6128449365397906
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum memories feature a reversible conversion of optical fields into long-lived atomic spin waves, and are therefore ideal for operating as sensitive atomic sensors. However, up to now, atom-light interferometers have lacked an efficient approach to exploit their ultimate atomic sensing performance, since an extra optical delay line is required to compensate for the memory time. Here, we report a new protocol that records the photocurrent via heterodyne mixing with a stable local oscillator. The obtained complex quadrature amplitude that carries information imprinted on its phase by an external magnetic field, is successfully recovered from the interference patterns between the light and the atomic spin wave, without the stringent requirement of having them overlap in time. Our results reveal that the sensitivity scales favorably with the lifetime of the quantum memory. Our work may have important applications in building distributed quantum networks through quantum memory-assisted atom-light interferometers.
• Abstract（参考訳）: 量子記憶は、光電場を長寿命の原子スピン波に可逆的に変換するので、感度の高い原子センサーとして動作するのに最適である。 しかし、これまで原子光干渉計は、メモリタイムを補うために余分な光遅延線を必要とするため、その究極の原子センシング性能を利用するための効率的なアプローチを欠いていた。 本稿では, 安定な局所発振器を用いたヘテロダイン混合により光電流を記録する新しいプロトコルについて報告する。 光と原子スピン波の干渉パターンから、位相に印加された情報を外部磁場で搬送する得られた複素二次振幅を、時間的に重なり合うことなく回収する。 その結果、感度は量子メモリの寿命とともに良好にスケールすることが明らかとなった。 我々の研究は、量子メモリ支援原子光干渉計による分散量子ネットワークの構築において重要な応用となるかもしれない。

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