論文の概要: Impact of spontaneous emission on spin-squeezed quantum sensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.08478v1
- Date: Sun, 07 Jun 2026 06:48:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-09 14:42:06.133252
- Title: Impact of spontaneous emission on spin-squeezed quantum sensors
- Title（参考訳）: スピンスクイーズ量子センサにおける自然放出の影響
- Authors: Jinyang Li, Selim M. Shahriar,
- Abstract要約: エコースクイーズプロトコル(ESP)は1軸ツイストスクイーズ(OATS)を用いた量子センサの位相シフトを増幅する
本稿では,比較的単純な同位体であるSr-88に焦点をあてる。
Sr-88を用いたGESPの場合、信号コントラストのSEによる低減はラムゼープロトコルと同じであり、量子ノイズはSEによって抑制される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3126168086350174
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The echo squeezing protocols (ESPs) are techniques that amplify the phase shift in a quantum sensor with one-axis-twist squeezing (OATS). For atomic sensors, spontaneous emission (SE) in the OATS operations is an important imperfection, which, however, is prohibitively difficult to study. SE can transfer atoms to all the Zeeman substates, making the number of relevant collective states excessively large. In this paper, we focus on a relatively simple isotope, namely Sr-88, which only has one Zeeman substate in each of the two ground states. Nevertheless, studying the effect of SE is still challenging because SE will populate all collective states, either symmetric or asymmetric, thus putting the ensemble into a mixed state. Based on analytical derivation and numerical simulations, we conclude that the GESP is more resistant to SE than the conventional echo squeezing protocol (CESP). This is another advantage of the GESP that has not been realized formerly. We also find that for the GESP employing Sr-88, the SE-induced reduction in the signal contrast is the same as that for a Ramsey protocol without squeezing and the quantum noise is suppressed by SE. This is an unexpectedly favorable result. The SE-induced suppression of quantum noise constitutes a previously unrecognized effect that challenges both earlier conclusions and intuitive expectations.
- Abstract（参考訳）: エコースクイーズプロトコル(ESPs)は、1軸ツイストスクイーズ(OATS)を持つ量子センサーの位相シフトを増幅する技術である。
原子センサーにとって、OATS操作における自然放出(SE)は重要な欠陥であり、研究は違法に困難である。
SE はすべてのゼーマン準状態に原子を移すことができ、関連する集合状態の数が過剰に多い。
本稿では,比較的単純な同位体であるSr-88に焦点をあてる。
しかし、SEの効果を研究することは依然として困難であり、SEは対称状態または非対称状態のいずれにおいても全ての集合状態に発散し、アンサンブルを混合状態にする。
解析的導出と数値シミュレーションに基づいて、GESPは従来のエコースクイーズプロトコル(CESP)よりもSEに耐性が高いと結論付けた。
これは、これまで実現されていなかったGESPのもう1つの利点である。
また、Sr-88を用いたGESPの場合、信号コントラストのSEによる低減はラムゼープロトコルと同じであり、量子ノイズはSEによって抑制される。
これは予想外の好意的な結果だ。
SEによる量子ノイズの抑制は、以前の結論と直感的な期待の両方に挑戦する、これまで認識されていなかった効果である。
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