論文の概要: Dissipative generation of spin squeezing in the resolved vacuum Rabi splitting limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.30815v1
• Date: Fri, 29 May 2026 04:06:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-01 20:56:50.379905
• Title: Dissipative generation of spin squeezing in the resolved vacuum Rabi splitting limit
• Title（参考訳）: 真空ラビ分裂限界におけるスピンスクイージングの散逸生成
• Abstract要約: 本研究では, 共振器光子がダイナミックスに積極的に関与する場合でも, 対称性に保護された散逸スピンスクイーズを実現することができることを示す。 その結果、光時計プラットフォームにおける標準量子制限性能を超えるための実用的な経路として対称性保護散逸ダイナミクスが確立された。
• 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: Harnessing dissipation in the presence of strong symmetries has recently emerged as a promising route for generating entanglement in atomic clocks. However, previous proposals relied on regimes where cavity photons can be adiabatically eliminated, significantly limiting their applicability to experimentally relevant cavity-QED regimes that lie in or near the resolved vacuum Rabi splitting regime. Here we show that symmetry-protected dissipative spin squeezing can be realized even when cavity photons actively participate in the dynamics, extending the experimental relevance of the protocol. We study a three-level ensemble of $^{87}\mathrm{Sr}$ atoms coupled to an optical cavity in the resolved vacuum Rabi splitting regime and demonstrate that, with smooth ramps of the drive amplitude and detunings, the driven-dissipative dynamics enters a stable low-photon regime in which nonadiabatic cavity excitations and sector-resolving photon leakage can be controlled. Within this low-photon operating window, sector-resolving photon leakage is suppressed and the sector-dependent geometric phase realizes effective one-axis twisting. At the end of the protocol the entanglement can also be efficiently transferred directly onto the long-lived clock states by turning the drive off. For experimentally realistic parameters, we theoretically show that more than $25\,\mathrm{dB}$ of squeezing can be generated for $10^5$ atoms, closely saturating the ideal one-axis twisting scaling $ξ_{\min}^2 \propto N^{-2/3}$. At fixed cooperativity, the optimized squeezing remains broadly comparable to the unresolved-regime implementation, while the resolved-regime implementation reaches comparable squeezing on a substantially shorter physical timescale. These results establish symmetry-protected dissipative dynamics as a practical route to beyond the standard-quantum-limit performance in optical-clock platforms.
• Abstract（参考訳）: 近年,原子時計の絡み合いの発生経路として,強い対称性の存在下での放散が期待されている。 しかし、従来の提案では、空洞光子を断熱的に除去できるレギュレーションに依存しており、真空ラビ分裂レギュレーション内または近辺にある実験的な空洞QEDレギュレーションの適用性を著しく制限していた。 ここでは, 共振器光子がダイナミックスに積極的に関与する場合でも, 対称性に保護された散逸スピンスクイーズが実現できることを示し, プロトコルの実験的妥当性を拡大する。 真空ラビ分割系における光学キャビティに結合した$^{87}\mathrm{Sr}$原子の3レベルアンサンブルを解析し、駆動振幅とデチューニングのスムーズなスムーズな傾斜により、駆動散逸ダイナミクスが非断熱性キャビティ励起とセクター分解光子リークを制御する安定な低光子状態に入ることを示した。 この低光子動作窓内では、セクター分解光子漏れを抑制し、セクター依存幾何相は有効一軸ねじれを実現する。 プロトコルの最後には、駆動をオフにすることで、絡み合いを長寿命のクロック状態に直接効率よく転送することができる。 実験的に現実的なパラメータについて、理論上は25ドル以上のスクイーズを10^5$原子に対して生成できることを示し、理想的な1軸ツイストスケーリングを$ _{\min}^2 \propto N^{-2/3}$に密に飽和させる。 固定的な協調性においては、最適化されたスクイージングは未解決の登録実装と大まかに同等であり、一方、解決された登録実装は、かなり短い物理時間スケールで同等のスクイージングに達する。 これらの結果は、光時計プラットフォームにおける標準量子限界性能を超えるための実用的な経路として対称性保護散逸ダイナミクスを確立した。

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