論文の概要: Balancing Quasi-Bragg Regime and Velocity Selectivity in Quantum-Enhanced Atom Interferometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21643v1
• Date: Wed, 20 May 2026 18:55:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-22 16:35:41.963432
• Title: Balancing Quasi-Bragg Regime and Velocity Selectivity in Quantum-Enhanced Atom Interferometry
• Title（参考訳）: 量子強化原子干渉計における準ブラッグレジームと速度選択性のバランス
• Authors: Christian Miguel Karres, Daniel Derr, Enno Giese,
• Abstract要約: 我々は,Mach-Zehnder干渉計の原子光学および位相不確実性に関する第2量子化フレームワークで解析式を導出する。 サブショットノイズスケーリングは、中間パルス持続時間でのみ達成できることを実証する。 入力量子状態の最適化により高次回折の有害な効果が部分的に軽減されることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spin squeezing in atomic ensembles enables atom interferometry with sensitivities below the shot-noise limit, but the associated entanglement is highly susceptible to loss, making imperfections in atom optics a central limitation. Bragg diffraction is an established technique for driving transitions between atomic momentum states and enables large-momentum transfer through higher-order diffraction while preserving the internal state. However, it is intrinsically limited by two competing mechanisms: short light pulses induce parasitic diffraction into off-resonant orders beyond an effective two-level description, while long pulses face velocity selectivity. We derive analytical expressions in a second-quantized framework for the atom optics and phase uncertainty of a Mach-Zehnder interferometer including these effects. We demonstrate that sub-shot-noise scaling is achieved only in a regime of intermediate pulse duration. Furthermore, we show that deleterious effects of higher-order diffraction are partially mitigated by optimizing the input quantum state.
• Abstract（参考訳）: 原子アンサンブルのスピンスクイーズにより、ショットノイズ限界以下の感度を持つ原子干渉が可能であるが、関連する絡み合いは損失に非常に敏感であり、原子光学における不完全性は中心的な制限となる。 ブラッグ回折(英: Bragg diffraction)は、原子運動量状態間の遷移を駆動し、内部状態を保ちながら高次回折を通して大きな運動量移動を可能にする確立された技術である。 しかし、これは本質的に2つの競合するメカニズムによって制限されている: 短い光パルスは、2段階の効果的な記述以上の非共鳴的な順序への寄生回折を誘導し、長いパルスは速度選択性に直面する。 これらの効果を含むマッハ・ツェンダー干渉計の原子光学のための第2量子化フレームワークにおける解析式を導出する。 サブショットノイズスケーリングは、中間パルス持続時間でのみ達成できることを実証する。 さらに、入力量子状態の最適化により、高次回折の有害な効果が部分的に軽減されることを示す。

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