Interféromètres et horloges atomiques différentiels améliorés quantiquement avec échange par compression de rotation

Republié par Platon

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Robin Corgier^1,2, Marco Malitesta¹, Augusto Smerzi¹et Luca Pezze¹

¹QSTAR, INO-CNR et LENS, Largo Enrico Fermi 2, 50125 Florence, Italie.
²LNE-SYRTE, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université 61 avenue de l'Observatoire, 75014 Paris, France

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Abstract

Grâce à la réjection du bruit en mode commun, les configurations différentielles sont cruciales pour des applications réalistes d'estimation de phase et de fréquence avec des interféromètres atomiques. Actuellement, les protocoles différentiels avec des particules non corrélées et des paramètres séparables en mode atteignent une sensibilité limitée par la limite quantique standard (SQL). Ici, nous montrons que l'interférométrie différentielle peut être comprise comme un problème d'estimation multiparamètre distribuée et peut bénéficier à la fois de l'enchevêtrement des modes et des particules. Notre protocole utilise un seul état spin-squeezed qui est permuté entre les modes interférométriques communs. La permutation de mode est optimisée pour estimer le déphasage différentiel avec une sensibilité sub-SQL. Les calculs numériques sont soutenus par des approximations analytiques qui guident l'optimisation du protocole. Le schéma est également testé avec une simulation de bruit dans des horloges atomiques et des interféromètres.

Résumé populaire

Grâce à la réjection du bruit en mode commun, les configurations différentielles sont cruciales pour des applications réalistes d'estimation de phase et de fréquence avec des interféromètres atomiques.
Actuellement, les protocoles différentiels avec des particules non corrélées et des paramètres séparables en mode atteignent une sensibilité limitée par la limite quantique standard (SQL).
Ici, nous montrons que l'interférométrie différentielle peut être comprise comme un problème d'estimation multiparamètre distribuée et peut bénéficier à la fois de l'enchevêtrement des modes et des particules.
Notre protocole utilise un seul état spin-squeezed qui est permuté entre les modes interférométriques courants.
La permutation de mode est optimisée pour estimer le déphasage différentiel avec une sensibilité sub-SQL.

► Données BibTeX

@article{Corgier2023quantumenhanced, doi = {10.22331/q-2023-03-30-965}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-30-965}, title = {Quantum- interféromètres atomiques différentiels améliorés et horloges avec échange par compression de spin}, auteur = {Corgier, Robin et Malitesta, Marco et Smerzi, Augusto et Pezz{`{e}}, Luca}, journal = {{Quantum}}, issn = { 2521-327X}, éditeur = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, pages = {965}, mois = mar, année = {2023} }

► Références

PR Berman, Interférométrie atomique. Academic Press, San Diego, 1997. DOI : https://doi.org/10.1016/B978-0-12-092460-8.X5000-0.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-092460-8.X5000-0

AD Cronin, J. Schmiedmayer et DE Pritchard, Optique et interférométrie avec des atomes et des molécules, Reviews of Modern Physics, 81, 1051 (2009). DOI : https://doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1051.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1051

GM Tino et MA Kasevich, Interférométrie atomique : Actes de l'École internationale de physique « Enrico Fermi », Cours 188 Societá Italiana di Fisica, Bologne, 2014. ISBN imprimé : 978-1-61499-447-3.

MS Safronova, D. Budker, D. DeMille, DFJ Kimball, A. Derevianko et CW Clark, Recherche d'une nouvelle physique avec des atomes et des molécules, Rev. Mod. Phys. 90, 025008 (2018). DOI : https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.025008.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.025008

K. Bongs, M. Holynski, J. Vovrosh, P. Bouyer, G. Condon, E. Rasel, C. Schubert, WP Schleich et A. Roura, Faire passer les capteurs quantiques interférométriques atomiques du laboratoire aux applications du monde réel, Revues de la nature Physique 1, 731 (2019). DOI : https://doi.org/10.1038/s42254-019-0117-4.
https://doi.org/10.1038/s42254-019-0117-4

R. Geiger, A. Landragin, S. Merlet et F. Pereira Dos Santos, Mesures inertielles de haute précision avec des capteurs à atomes froids, AVS Quantum Sci. 2, 024702 (2020). DOI : https://doi.org/10.1116/5.0009093.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0009093

N. Poli, CW Oates, P. Gill et GM Tino, Horloges atomiques optiques, La Rivista del Nuovo Cimento, 36, 555 (2013). DOI : https://doi.org/10.1393/ncr/i2013-10095-x.
https:///doi.org/10.1393/ncr/i2013-10095-x

AD Ludlow, MM Boyd, J. Ye, E. Peik et PO Schmidt, Horloges atomiques optiques, Rev. Mod. Phys. 87, 637 (2015). DOI : https://doi.org/10.1103/RevModPhys.87.637.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.87.637

GT Foster, JB Fixler, JM McGuirk et MA Kasevich, Méthode d'extraction de phase entre interféromètres à atomes couplés utilisant un ajustement spécifique à l'ellipse, Opt. Lett. 27, 951 (2002). DOI : https://doi.org/10.1364/OL.27.000951.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.27.000951

K. Eckert, P. Hyllus, D. Bruß, UV Poulsen, M. Lewenstein, C. Jentsch, T. Müller, EM Rasel et W. Ertmer, Interférométrie atomique différentielle au-delà de la limite quantique standard, Phys. Rév. A 73, 013814 (2006). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.73.013814.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.013814

JK Stockton, X. Wu et MA Kasevich, Estimation bayésienne de la phase différentielle de l'interféromètre, Phys. Rév. A 76, 033613 (2007). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.76.033613.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.033613

G. Varoquaux, RA Nyman, R. Geiger, P. Cheinet, A. Landragin et P. Bouyer, Comment estimer l'accélération différentielle dans un interféromètre atomique à deux espèces pour tester le principe d'équivalence, New J. of Phys. 11, 113010 (2009). DOI : https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/11/113010.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/11/113010

F. Pereira Dos Santos, Extraction de phase différentielle dans un gradiomètre atomique, Phys. Rév. A 91, 063615 (2015). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.91.063615.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.063615

M. Landini, M. Fattori, L. Pezzè et A Smerzi, Protection contre le bruit de phase en interférométrie différentielle améliorée quantique, Nouveau. J.Phys. 16, 113074 (2014). DOI : https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/11/113074.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/11/113074

F. Sorrentino, Q. Bodart, L. Cacciapuoti, Y.-H. Lien, M. Prevedelli, G. Rosi, L. Salvi et GM Tino, Limites de sensibilité d'un interféromètre atomique Raman comme gradiomètre de gravité, Phys. Rév. A 89, 023607 (2014). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.89.023607.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.023607

A. Trimeche, B. Battelier, D. Becker, A. Bertoldi, P. Bouyer, C. Braxmaier, E. Charron, R. Corgier, M. Cornelius, K. Douch, N. Gaaloul, S. Herrmann, J. Müller, E. Rasel, C. Schubert, H. Wu et F. Pereira dos Santos, Étude de concept et conception préliminaire d'un interféromètre à atomes froids pour la gradiométrie gravitationnelle spatiale, Classe. Gravité quantique. 36, 215004 (2019). DOI : https://doi.org/10.1088/1361-6382/ab4548.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6382 / ab4548

JM McGuirk, GT Foster, JB Fixler, MJ Snadden et MA Kasevich, Gradiométrie sensible à gravité absolue utilisant l'interférométrie atomique, Phys. Rev. A 65, 033608 (2002). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.65.033608.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.033608

I. Perrin, Y. Bidel, N. Zahzam, C. Blanchard, A. Bresson et M. Cadoret, Démonstration de preuve de principe de la mesure du gradient de gravité verticale à l'aide d'un interféromètre atomique à double boucle à masse unique, Phys. Rév. A 99, 013601 (2019). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.013601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.013601

R. Caldani, KX Weng, S. Merlet et F. Pereira Dos Santos, Détermination précise simultanée de la gravité et de son gradient vertical, Phys. Rév. A 99, 033601 (2019). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.033601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.033601

G. Rosi, L. Cacciapuoti, F. Sorrentino, M. Menchetti, M. Prevedelli et GM Tino, Mesure de la courbure du champ de gravité par interférométrie atomique, Phys. Rév. Lett. 114, 013001 (2015). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.013001.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.013001

D. Philipp, E. Hackmann, C. Lämmerzahl et J. Müller Géoïde relativiste : potentiel gravitationnel et effets relativistes Phys. Rév. D 101, 064032 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.064032.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.101.064032

G. Rosi, F. Sorrentino, L. Cacciapuoti, M. Prevedelli et GM Tino, Mesure de précision de la constante gravitationnelle newtonienne à l'aide d'atomes froids, Nature 510, 518–521 (2014). DOI : https://doi.org/10.1038/nature13433.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature13433

D. Schlippert, J. Hartwig, H. Albers, LL Richardson, C. Schubert, A. Roura, WP Schleich, W. Ertmer et EM Rasel, Test quantique de l'universalité de la chute libre, Phys. Rév. Lett. 112, 203002 (2014). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.203002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.203002

B. Barrett, L. Antoni-Micollier, L. Chichet, B. Battelier, T. Lévèque, A. Landragin et P. Bouyer, Capteurs inertiels à ondes de matière doubles en apesanteur, Nature Communications 7, 13786 (2016). DOI : https://doi.org/10.1038/ncomms13786.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms13786

G. Rosi, G. D'Amico, L. Cacciapuoti, F. Sorrentino, M. Prevedelli, M. Zych, Č. Brukner et GM Tino, Test quantique du principe d'équivalence pour les atomes en superposition cohérente d'états d'énergie internes, Nature Communications 8, 15529 (2017). DOI : https://doi.org/10.1038/ncomms15529.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15529

P. Asenbaum, C. Overstreet, M. Kim, J. Curti et MA Kasevich, Test Atom-interférométrique du principe d'équivalence au niveau 10-12, Phys. Rév. Lett. 125, 191101 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.191101.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.191101

B. Barrett, G. Condon, L. Chichet, L. Antoni-Micollier, R. Arguel, M. Rabault, C. Pelluet, V. Jarlaud, A. Landragin, P. Bouyer et B. Battelier, Testing the universality of chute libre à l'aide d'interféromètres atomiques corrélés 39K – 87Rb, AVS Quantum Sci. 4, 014401 (2022). DOI : https://doi.org/10.1116/5.0076502.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0076502

GM Tino et F. Vetrano, Est-il possible de détecter les ondes gravitationnelles avec des interféromètres atomiques ? Classe. Gravité quantique. 24, 2167 (2007). DOI : https://doi.org/10.1088/0264-9381/24/9/001.
https://doi.org/10.1088/0264-9381/24/9/001

S. Dimopoulos, PW Graham, JM Hogan, MA Kasevich et S. Rajendran, Capteur interférométrique à ondes gravitationnelles atomiques, Phys. Rév. D 78, 122002 (2008). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevD.78.122002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.78.122002

PW Graham, JM Hogan, MA Kasevich et S. Rajendran, Nouvelle méthode de détection des ondes gravitationnelles avec capteurs atomiques, Phys. Rév. Lett. 110, 171102 (2013). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.171102.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.171102

B. Canuel et al., ELGAR—Laboratoire européen de recherche sur la gravitation et l'interférométrie atomique, Class. Gravité quantique. 37, 225017 (2020). DOI : https://doi.org/10.1088/1361-6382/aba80e.
https:///doi.org/10.1088/1361-6382/aba80e

CW Chou, DB Hume, MJ Thorpe, DJ Wineland et T. Rosenband, Cohérence quantique entre deux atomes au-delà de $Q=10^{15}$, Phys. Rév. Lett. 106, 160801 (2011). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.160801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.160801

ER Clements, ME Kim, K. Cui, AM Hankin, SM Brewer, J. Valencia, J.-S. Chen, C.-W. Chou, DR Leibrandt et DB Hume, Interrogation limitée à vie de deux horloges ${}^{27}$Al$^+$ indépendantes à l'aide de la spectroscopie de corrélation, Phys. Rév. Lett. 125, 243602 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.243602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.243602

CW Chou, DB Hume, T. Rosenband et DJ Wineland, Horloges optiques et relativité, Science 329, 1630 (2010). DOI : https://doi.org/10.1126/science.1192720.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1192720

T. Bothwell, CJ Kennedy, A. Aeppli, D. Kedar, JM Robinson, E. Oelker, A. Staron et J. Ye, Résolution du redshift gravitationnel sur un échantillon atomique à l'échelle millimétrique, Nature 602, 420 (2022). DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-021-04349-7.
https://doi.org/10.1038/s41586-021-04349-7

X. Zheng, J. Dolde, V. Lochab, BN Merriman, H. Li et S. Kolkowitz, Comparaisons d'horloges différentielles avec une horloge à réseau optique multiplexée, Nature 602, 425 (2022). DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-021-04344-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-021-04344-y

M. Gessner, L. Pezzè et A. Smerzi, Limites de sensibilité pour la métrologie quantique multiparamètre Phys. Rév. Lett. 121, 130503 (2018). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.130503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.130503

L.-Z. Liu, et al. Estimation de phase quantique distribuée avec des photons intriqués, Nat. Photo. 15, 137–142 (2021). DOI : https://doi.org/10.1038/s41566-020-00718-2.
https://doi.org/10.1038/s41566-020-00718-2

A. Gauguet, B. Canuel, T. Lévèque, W. Chaibi et A. Landragin, Caractérisation et limites d'un interféromètre de Sagnac à atomes froids, Phys. Rév. A 80, 063604 (2009). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.80.063604.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.063604

C. Janvier, V. Ménoret, B. Desruelle, S. Merlet, A. Landragin et F. Pereira dos Santos, Gravimètre différentiel compact à la limite quantique de projection-bruit, Phys. Rév. A 105, 022801 (2022). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022801

Cette borne est obtenue en considérant la relation $Delta^2 (theta_A – theta_B) = Delta^2 theta_A + Delta^2 theta_B$, valable pour des interféromètres indépendants, et en prenant des états de spin cohérents des particules $N_A$ et $N_B$, respectivement, tel que $Delta^2 theta_{A,B}=1/N_{A,B}$, indépendamment de la valeur de $theta_{A,B}$. Finalement, la configuration séparable optimale est obtenue pour $N_A=N_B=N/2$, donnant $Delta^2 (theta_A – theta_B)_{rm SQL}=4/N$.

L. Pezzè, A. Smerzi, MK Oberthaler, R. Schmied et P. Treutlein, Métrologie quantique avec états non classiques d'ensembles atomiques, Rev. Mod. Phys. 90, 035005 (2018). DOI : https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.035005.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.035005

SS Szigeti, O. Hosten et SA Haine, Amélioration des capteurs d'atomes froids avec intrication quantique : Perspectives et défis, Appl. Phys. Lett. 118, 140501 (2021). DOI : https://doi.org/10.1063/5.0050235.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0050235

SS Szigeti, SP Nolan, JD Close et SA Haine, Gravimétrie améliorée quantique de haute précision avec un condensat Bose-Einstein, Phys. Rév. Lett. 125, 100402 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.100402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.100402

R. Corgier, L. Pezzè et A. Smerzi, Interféromètre de Bragg non linéaire avec un condensat de Bose-Einstein piégé, Phys. Rév. A, 103, L061301 (2021). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.L061301.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.L061301

R. Corgier, N. Gaaloul, A. Smerzi et L. Pezzè, Delta-kick Squeezing, Phys. Rév. Lett. 127, 183401 (2021). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.183401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.183401

L. Salvi, N. Poli, V. Vuletić et GM Tino, Squeezing on momentum states for atom interferometry, Phys. Rév. Lett. 120, 033601 (2018). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.033601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.033601

GP Greve, C. Luo, B. Wu et JK Thompson, Interférométrie d'onde de matière améliorée par enchevêtrement dans une cavité à haute finesse, Nature 610, 472 (2022). DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-022-05197-9.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05197-9

F. Anders, A. Idel, P. Feldmann, D. Bondarenko, S. Loriani, K. Lange, J. Peise, M. Gersemann, B. Meyer-Hoppe, S. Abend, N. Gaaloul, C. Schubert, D. Schlippert, L. Santos, E. Rasel et C. Klempt, Momentum entanglement for atom interferometry, Phys. Rév. Lett. 127, 140402 (2021). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.140402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.140402

M. Huang et al., Mesure de spin auto-amplifiante dans un état de compression de spin de longue durée, arXiv : 2007.01964 (2020). DOI : https://doi.org/10.48550/arXiv.2007.01964.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2007.01964

A. Louchet-Chauvet, J. Appel, JJ Renema, D. Oblak, N Kjaergaard et ES Polzik, Horloge atomique assistée par intrication au-delà de la limite de bruit de projection, New J. of Phys. 12 065032 (2010). https:///doi.org/10.1088/1367-2630/12/6/065032.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/6/065032

E. Pedrozo-Peñafiel, S. Colombo, C. Shu, AF Adiyatullin, Z. Li, E. Mendez, B. Braverman, A. Kawasaki, D. Akamatsu, Y. Xiao et V. Vuletić, Entanglement on an optical atomic -transition d'horloge, Nature 588, 414-418 (2020). DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-020-3006-1.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-3006-1

I. Kruse, K. Lange, J. Peise, B. Lücke, L. Pezzè, J. Arlt, W. Ertmer, C. Lisdat, L. Santos, A. Smerzi et C. Klempt, Amélioration d'une horloge atomique à l'aide Aspirateur pressé, Phys. Rév. Lett. 117, 143004 (2016). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.143004.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.143004

BK Malia, J. Martínez-Rincón, Y. Wu, O. Hosten et Mark A. Kasevich, Spectroscopie Ramsey en espace libre dans le rubidium avec bruit sous la limite de projection quantique, Phys. Rév. Lett. 125, 043202 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.043202.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.043202

M. Kitagawa et M. Ueda, États de spin comprimés, Phys. Rev. A 47, 5138 (1993). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.47.5138.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.5138

M. Malitesta, A. Smerzi et L. Pezzè, Détection quantique distribuée avec lumière sous vide comprimé dans un réseau configurable d'interféromètres Mach-Zehnder, arXiv : 2109.09178 (2021). DOI : https://doi.org/10.48550/arXiv.2109.09178.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.09178

O. Hosten, NJ Engelsen, R. Krishnakumar et M. Kasevich Bruit de mesure 100 fois inférieur à la limite de projection quantique en utilisant des atomes intriqués, Nature 529, 505–508 (2016). DOI : https://doi.org/10.1038/nature16176.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature16176

KC Cox, GP Greve, JM Weiner et JK Thompson, États comprimés déterministes avec mesures et rétroaction collectives, Phys. Rév. Lett. 116, 093602 (2016). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.093602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.093602

ID Leroux, MH Schleier-Smith et V. Vuletić, 2010a, Implémentation de la compression de cavité d'un spin atomique collectif, Phys. Rév. Lett. 104, 073602 (2010). Doi : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.073602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.073602

M. Gessner, A. Smerzi et L. Pezzè, Compression multiparamètre pour des améliorations quantiques optimales dans les réseaux de capteurs, Nat. Comm. 11, 3817 (2020). DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-020-17471-3.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17471-3

SM Barnett et PM Radmore, Méthodes d'optique quantique théorique, Claredon Press, Oxford, 1997. ISBN : 9780198563617.

G. Sorelli, M. Gessner, A. Smerzi et L. Pezzè, Génération rapide et optimale d'intrication dans les jonctions bosoniques Josephson, Phys. Rév. A 99, 022329 (2019). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.022329.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.022329

Les relations suivantes tiennent entre les coefficients $theta_{rm MS}$, $varphi_{rm MS}$ de l'Eq. (3) et $|u_{bb}|$, $|u_{cb}|$, $delta_{cb}$ dans l'Éq. (9) : $|u_{bb}|=cos{theta_{rm MS}}$, $|u_{cb}|=sin{theta_{rm MS}}$, $delta_{cb}=varphi_{rm MS} }-pi/2$.

Nous prenons un état intriqué de particules $N_A$ et un état de spin cohérent de particules $N_B = N- N_A$ dans les interféromètres $A$ et $B$, respectivement. Pour le cas mode-séparable, nous avons $Delta^2 (theta_A – theta_B) = Delta^2 theta_A + Delta^2 theta_B$. Supposons que $Delta^2 theta_A ll Delta^2 theta_B=1/N_B$. L'optimisation de $Delta^2 (theta_A – theta_B)$ par rapport à $N_A$, donne $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 1/N$. Au lieu de cela, si deux interféromètres ont le même nombre de particules, $N_A = N_B = N/2$, on obtient $Delta^2 (theta_A – theta_B) sim 2/N$.

M. Schulte, C. Lisdat, PO Schmidt, U. Sterr et K. Hammerer, Perspectives et défis pour les horloges atomiques optiques améliorées par compression, Nature Communication 11, 5955 (2020). DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-020-19403-7.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19403-7

J. Peise, I. Kruse, K. Lange, B. Lücke, L. Pezzè, J. Arlt, W. Ertmer, K. Hammerer, L. Santos, A. Smerzi et C. Klempt, Satisfying the Einstein-Podolsky- Critère de Rosen avec particules massives, Nature Communication 6, 8984 (2015). DOI : https://doi.org/10.1038/ncomms9984.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms9984

C. Gross, H. Strobel, E. Nicklas, T. Zibold, N. Bar-Gill, G. Kurizki et MK Oberthaler, Détection homodyne atomique d'états à deux atomes intriqués à variation continue, Nature 480, 219 (2011). DOI : https://doi.org/10.1038/nature10654.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature10654

CD Hamley, CS Gerving, TM Hoang, EM Bookjans et MS Chapman, Vide pressé spin-nématique dans un gaz quantique, Nat. Phys. 8, 305 (2012). DOI : https://doi.org/10.1038/nphys2245.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2245

MD Reid, Démonstration du paradoxe Einstein-Podolsky-Rosen utilisant une amplification paramétrique non dégénérée, Phys. Rev. A 40, 913 (1989). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.40.913.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.40.913

ZY Ou, SF Pereira, HJ Kimble et KC Peng, Réalisation du paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen pour les variables continues, Phys. Rév. Lett. 68, 3663–3666 (1992). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.3663.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.68.3663

MD Reid, PD Drummond, WP Bowen, EG Cavalcanti, PK Lam, HA Bachor, UL Andersen et G. Leuchs, Colloque : Le paradoxe Einstein-Podolsky-Rosen : Des concepts aux applications, Rev. Mod. Phys. 81, 1727 (2009). DOI : https://doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1727.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1727

Y. Ma, H. Miao, B. Heyun Pang, M. Evans, C. Zhao, J. Harms, R. Schnabel et Y. Chen, Proposition de détection des ondes gravitationnelles au-delà de la limite quantique standard par intrication EPR, Nature Physics 13, 776 (2017). DOI : https://doi.org/10.1038/nphys4118.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys4118

J. Südbeck, S. Steinlechner, M. Korobko et R. Schnabel, Démonstration de l'amélioration de l'interféromètre par l'enchevêtrement Einstein-Podolsky-Rosen, Nature Photonics 14, 240 (2020). DOI : https://doi.org/10.1038/s41566-019-0583-3.
https://doi.org/10.1038/s41566-019-0583-3

L. Pezzè et A. Smerzi, Horloge atomique bruyante limitée par Heisenberg utilisant un protocole d'état hybride cohérent et compressé, Phys. Rév. Lett. 125, 210503 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.210503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.210503

L. Pezzè et A. Smerzi, Algorithme d'estimation de phase quantique avec états de spin gaussiens, PRX Quantum 2, 040301 (2021). DOI : https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040301

R. Kaubruegger, DV Vasilyev, M. Schulte, K. Hammerer et P. Zoller, Optimisation variationnelle quantique de l'interférométrie Ramsey et des horloges atomiques, Phys. Rév. X 11, 041045 (2021). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.041045.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.041045

CD Marciniak, T. Feldker, I. Pogorelov, R. Kaubruegger, DV Vasilyev, R. van Bijnen, P. Schindler, P. Zoller, R. Blatt et T. Monz, Métrologie optimale avec capteurs quantiques programmables, Nature 603, 604 (2022). DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-022-04435-4.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04435-4

J. Borregaard et AS Sørensen, Horloges atomiques quasi-Heisenberg-limitées en présence de décohérence, Phys. Rév. Lett. 111, 090801 (2013). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.090801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.090801

R. Kohlhaas, A. Bertoldi, E. Cantin, A. Aspect, A. Landragin et P. Bouyer, Phase Locking a Clock Oscillator to a Coherent Atomic Ensemble, Phys. Rév. X 5, 021011 (2015). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevX.5.021011.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.5.021011

W. Bowden, A. Vianello, IR Hill, M. Schioppo et R. Hobson. Amélioration du facteur Q d'une horloge atomique optique à l'aide de mesures quantiques sans démolition, Phys. Rév. X 10, 041052 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevX.10.041052.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.041052

C. Janvier, V. Ménoret, B. Desruelle, S. Merlet, A. Landragin et F. Pereira dos Santos, Gravimètre différentiel compact à la limite de bruit de projection quantique, Phys. Rév. A 105, 022801 (2022). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022801

N. Gaaloul, M. Meister, R. Corgier, A. Pichery, P. Boegel, W. Herr, H. Ahlers, E. Charron, JR Williams, RJ Thompson, WP Schleich, EM Rasel et NP Bigelow, A space- laboratoire de gaz quantique basé à l'échelle de l'énergie picokelvin, Nature Communication 13, 7889 (2022). DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-022-35274-6.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-35274-6

TJ Proctor, PA Knott et JA Dunningham, Estimation multiparamètre dans les capteurs quantiques en réseau, Phys. Rév. Lett. 120, 080501 (2018). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.080501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.080501

W. Ge, K. Jacobs, Z. Eldredge, AV Gorshkov et M. Foss-Feig, Métrologie quantique distribuée avec réseaux linéaires et entrées séparables, Phys. Rév. Lett. 121, 043604 (2018). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.043604.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.043604

X. Guo, CR Breum, J. Borregaard, S. Izumi, MV Larsen, T. Gehring, M. Christandl, JS Neergaard-Nielsen et UL Andersen Détection quantique distribuée dans un réseau intriqué à variation continue, Nat. Phys. 16, 281 (2020). DOI : https://doi.org/10.1038/s41567-019-0743-x.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0743-x

Y. Xia, W. Li, W. Clark, D. Hart, Q. Zhuang et Z. Zhang, Démonstration d'un réseau de capteurs photoniques radiofréquence intriqué reconfigurable, Phys. Rév. Lett. 124, 150502 (2020). DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.150502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.150502

BK Malia, Y. Wu, J. Martinez-Rincon et MA Kasevich, Détection quantique distribuée avec un réseau enchevêtré de modes d'états atomiques à compression de spin, Nature 612, 661 (2022). DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-022-05363-z.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-05363-z

Cité par

[1] Holger Ahlers, Leonardo Badurina, Angelo Bassi, Baptiste Battelier, Quentin Beaufils, Kai Bongs, Philippe Bouyer, Claus Braxmaier, Oliver Buchmueller, Matteo Carlesso, Eric Charron, Maria Luisa Chiofalo, Robin Corgier, Sandro Donadi, Fabien Droz, Robert Ecoffet, John Ellis, Frédéric Estève, Naceur Gaaloul, Domenico Gerardi, Enno Giese, Jens Grosse, Aurélien Hees, Thomas Hensel, Waldemar Herr, Philippe Jetzer, Gina Kleinsteinberg, Carsten Klempt, Steve Lecomte, Louise Lopes, Sina Loriani, Gilles Métris, Thierry Martin, Victor Martín, Gabriel Müller, Miquel Nofrarias, Franck Pereira Dos Santos, Ernst M. Rasel, Alain Robert, Noah Saks, Mike Salter, Dennis Schlippert, Christian Schubert, Thilo Schuldt, Carlos F. Sopuerta, Christian Struckmann, Guglielmo M Tino, Tristan Valenzuela, Wolf von Klitzing, Lisa Wörner, Peter Wolf, Nan Yu et Martin Zelan, "STE-QUEST : Explorateur de l'espace-temps et test spatial du principe d'équivalence QUantum", arXiv: 2211.15412, (2022).

Les citations ci-dessus proviennent de SAO / NASA ADS (dernière mise à jour réussie 2023-03-31 11:02:47). La liste peut être incomplète car tous les éditeurs ne fournissent pas de données de citation appropriées et complètes.

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Interféromètres et horloges atomiques différentiels à amélioration quantique avec échange par compression de spin

Republié par Platon

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