Optimal entanglement witnesses in a split spin-squeezed Bose-Einstein condensate
如何使用分裂多体系统和对每一方的集体测量来检测两体场景中的量子相关性？我们解决这个问题，得出纠缠证人使用无论是第一或第一和第二阶矩的本地集体自旋组件。在这两种情况下，我们得到了最佳证人的空间分裂自旋压缩态的存在下，本地白噪声。然后，我们比较了两个最佳的证人，他们的阻力，以各种噪声源的准备工作或在检测水平。最后，我们评估所需的统计，以估计这些证人的价值时，测量分裂自旋压缩玻色-爱因斯坦凝聚体。我们的结果可以被看作是一个步骤贝尔测试与多体系统。
2017-02-28 quant-ph
Squeezed-state generation via nonlinear atom-atom interaction in the atomic field of a Bose-Einstein condensate interacting with an optical cavity
在本文中，我们从理论上研究了一个一维的玻色-爱因斯坦凝聚体被囚禁在光学腔的光晶格中的系统。在弱相互作用下，在Bogoliubov近似下，玻色-爱因斯坦凝聚体的波函数可以用一个经典场（凝聚体模）来描述，这个经典场在平均值附近有一些量子涨落（Bogoliubov模）。这样的系统表现为所谓的原子参量放大器，类似于光学参量放大器，其中凝聚态和Bogoliubov模分别起作用，泵浦场和信号模在简并参量放大器中的作用以及原子-原子相互作用的s波散射频率起非线性增益参数的作用。利用原子碰撞的非线性效应，我们可以操纵和控制Bogoliubov模的状态，产生压缩态。
2014-03-29 quant-ph
Effects of quadratic coupling and squeezed vacuum injection in an optomechanical cavity assisted with a Bose-Einstein condensate
从理论上研究了一个由玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）组成的混合系统，该系统被困在一个由激光驱动的中间薄膜光机械腔中，并辅之以压缩真空注入，其移动薄膜与腔中的辐射压力既有线性相互作用又有二次相互作用。结果表明，这样的混合系统是非常适合产生强正交压缩的机械模式的膜和Bogoliubov模式的BEC在未解决的边带制度。更有趣的是，通过选择一个合适的符号的二次光机耦合（QOC），可以实现一个非常高的压缩程度的机械模式和机械和原子模式之间的强纠缠，而无需使用压缩光注入。此外，QOC改变了机械和原子模式的有效振荡频率，并影响它们的弛豫时间。它还可以使系统从光学双稳态切换到三稳态
2018-04-08 quant-ph
Squeezed field path integral description of second sound in Bose-Einstein condensates
我们提出了一种利用压缩相干态推广的费曼路径积分。我们将这种方法应用于玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学，给出了一个有效的低能量描述，其中包含一个相干场和压缩场。我们推导出这个行动的经典轨迹，这构成了广义的总Pitaevskii方程，在线性顺序。我们导出了弱相互作用凝聚体中的低能激发，它把弱相互作用凝聚体中的第二声描述为序参量的压缩振荡。这种解释也支持的数值c场方法的比较。
2019-07-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Preserving coherent spin and squeezed spin states of a spin-1 Bose-Einstein condensate with rotary echoes
由于杂散磁场的存在，自旋的退相是压缩自旋态精确测量的一个难题。为了抑制这种环境噪声，我们采用了一种连续的驱动协议，旋转回波，以增强自旋1的玻色-爱因斯坦凝聚体在杂散磁场的自旋相干性。我们的分析和数值计算结果表明，相干和压缩自旋态被保存了一个显着长的时间，相比自由感应衰减时间，如果条件$hτ= mπ$满足$h$的脉冲幅度和$τ$脉冲宽度。特别地，对于压缩自旋态，自旋平均和自旋压缩，包括方向和幅度，同时是固定的。我们的结果指出了一个实用的方法来实现量子测量的基础上自旋1凝聚超过标准的量子极限。
2016-11-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical generation of phase-squeezed states in a two-component Bose-Einstein condensates
作为线性（Mach-Zehnder或Ramsey）干涉仪的“输入”状态，Berry和Wiseman提出的相位压缩状态表现出接近Heisenberg极限的最佳灵敏度[Phys. Rev. Lett. 85，5098（2000）]。在本文中，我们发现，它可以动态生成原子玻色-爱因斯坦凝聚体限制在一个对称的双阱。与Berry态和Wiseman态类似，制备态沿自旋算符S_y方向存在压缩，沿自旋算符S_z方向存在反压缩，导致相位灵敏度的亚散粒噪声。
2010-12-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Bose condensation of squeezed light
具有化学势而没有质量的光具有一般的相变曲线，可以到达玻色-爱因斯坦凝聚。这个极限密度和温度范围是由发散的介质内有效相互作用势范围发现的。在阶梯近似的基础上，采用了Bethe-Salpeter方程的有效相互作用的逆展开级数。虽然通常考虑染料分子的吸收和发射，但这里提出压缩也可以产生这样一种平均相互作用，从而导致化学势。建立了有限寿命相互作用玻色系统的压缩光场与复Bogoliubov变换的等价关系，并由此导出了一个有效能隙，其中压缩参量与一个等效能隙由$|Δ(ω)|={\hbar ω/( \coth {2|z(ω)|}-1)}$联系起来.这种间隙相产生与一般极限密度和温度范围一致的有限冷凝物。在这个意义上，它表明，压缩诱导光的相互作用，导致可能的凝聚相同的效果。给出了压缩作用下的凝聚相图，并讨论了两个能隙的出现。
2019-05-03 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.optics
The Bose Hubbard model with squeezed dissipation
研究了压缩耗散下Bose-哈伯德模型的定态性质。耗散模型不具有$U(1)$对称性，但宇称是守恒的：$\langle a_j \rangle \to -\langle a_j \rangle$。我们发现$\langle a_j \rangle = 0$总是成立，所以没有对称性破缺发生。没有现场排斥，线性的情况下是已知的关键。在临界点处，系统冻结到一个具有无限双模纠缠的EPR态。我们发现，当排斥作用被打开时，系统的关联迅速被破坏，然后系统接近一个热态，其有效温度由耗散子中的压缩参数定义。我们用Gutzwiller { \it近似}和Gaussian Hartree-Fock-Bogoliubov近似描述了这种跃迁。
2014-09-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Parametric squeezing amplification of Bose-Einstein condensates
从理论上研究了磁双阱势中玻色-爱因斯坦凝聚体压缩态的产生。通过以两倍的约瑟夫森频率周期性地调制两个阱之间的隧道耦合来产生数量或相位压缩态，即，通过参量放大。用多组态Hartree玻色子方法（MCTDHB）进行了模拟。我们采用最优控制理论，使冷凝物在最后一个时间完全停止，从而创建一个高度压缩状态（压缩因子为0.12，$ξ_S^2=-18$ dB）适合原子干涉。
2015-11-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bell correlations in a split two-mode-squeezed Bose-Einstein condensate
我们提出并分析了一个协议，观察违反Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）贝尔不等式使用两个空间分离的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。为了制备Bell关联态，首先利用自旋变化碰撞制备双模压缩BEC。然后通过控制空间波函数将其分成两个BEC，例如，通过改变俘获电势。最后，自旋变化碰撞也利用本地，以补偿本地压缩项。使用三种不同的方法来评估出现在不等式中的因子。在第一种方法中，使用数算子的归一化期望值来估计非线性算子，以类似于评估连续变量贝尔不等式的方式。这种方法的改进开发使用的总自旋测量，它允许建设两个结果的测量和违反CHSH不等式没有辅助假设的符号装箱。最后，我们展示了第三种方法，其中CH不等式的最大违反可以通过在无增强假设下将零值分配给局部真空结果来获得。损失和不完善的检测效率的影响进行了研究，发现所观察到的违规是强大的噪声。
2021-11-24 quant-ph
Quantifying the mesoscopic quantum coherence of approximate NOON states and spin-squeezed two-mode Bose-Einstein condensates
我们研究了如何表征和量化近似双模NOON态和自旋压缩双模玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的介观量子相干性。我们确定了两个准则，验证非零量子相干性的量子数不同的状态之间的$n$。这些准则否定了某些量子态的混合，从而表明了一个广义的$n$ -scopic薛定谔猫型悖论。第一个标准是相关性$\langle\hat{a}^{\dagger n}\hat{b}^{n}\rangle\neq0$（这里$\hat{a}$和$\hat{b}$是每个模式的玻色子算符）。相关性表现为$n$ -粒子检测概率中的干涉条纹，并且也可以通过正交相位振幅和自旋压缩测量来测量。$\langle\hat{a}^{\dagger n}\hat{b}^{n}\rangle$的测量使得能够量化总体$n$阶量子相干性，从而提供用于高保真光子NOON态的高效验证的途径。第二个标准是基于可测量的自旋压缩参数$ξ_{N}$的量化。我们应用的标准，在有损干涉仪和双阱陷BEC的NOON状态的理论模型。通过分析现有的BEC实验，我们证明了广义原子“小猫”状态和原子量子相干性与$n\gtrapprox10$原子。
2017-03-07 quant-ph
Trapped Bose-Einstein Condensates with Attractive s-wave Interaction
在高斯态理论的框架下，我们证明了具有弱吸引相互作用的囚禁凝聚体的量子多体基态是单模压缩真空态，而不是排斥相互作用下的相干态.压缩态凝聚体的空间模式满足Gross-Pitaevskii方程，其中由于压缩态的大粒子涨落，相互作用强度增加了一个因子$3$.通过切向空间投影研究了凝聚体的集体激发，得到了新的两粒子激发，证实了凝聚体从相干态到压缩态的相变。我们的研究澄清了有吸引力凝聚体的量子态，并将为偶极和多组分凝聚体中液滴相的研究提供新的思路。
2019-09-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Supersensitive estimation of the coupling rate in cavity optomechanics with an impurity-doped Bose-Einstein condensate
本文提出了一种方案，实现了对腔-玻色-爱因斯坦凝聚体与杂质耦合的混合光机系统中耦合强度的超灵敏估计。该方法即使在涉及光子数较小时也能显著提高估计精度。量子费舍尔信息表明，无论是相干态还是压缩态，当光子损失率小于相应的临界值时，耦合率都具有海森堡尺度敏感性.相干态的临界光子衰减率大于压缩态的临界光子衰减率，并且相干态输入的情况比压缩态输入的情况对光子损失的鲁棒性更强。我们还提出了可以饱和量子Cramér-Rao界的测量方案。
2020-09-21 quant-ph
Spin squeezing, entanglement and quantum metrology with Bose-Einstein condensates
压缩态是一种特殊的纠缠态，是量子精密测量的重要资源。在干涉传感器中，它们允许克服干涉仪内的单个光子或原子的独立性质所引起的“经典”投影噪声限制。由于量子纠缠对度量学的潜在影响以及纠缠背景下的基本问题，人们在理论和实验上都对压缩态进行了大量的研究。在量子光学中首次提出并产生了用于量子增强计量学的压缩态，其中压缩变量是光场的相干性。在本教程中，我们重点讨论原子系统中的自旋压缩。介绍了它的概念，讨论了它在玻色-爱因斯坦凝聚体中的产生。我们详细讨论了相干自旋压缩的产生和直接检测所需的实验条件。讨论了基于运动自由度的自旋压缩和基于内超精细自由度的非绝热自旋压缩的两个典型实验。
2012-03-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical Casimir effect for magnons in a spinor Bose-Einstein condensate
自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中的磁振子受驱动磁场的激发与动力学Casimir效应有密切的相似性。依赖于时间的外部磁场放大了凝聚态磁基态的量子涨落，导致系统的磁化。磁化发生在垂直于磁场的方向上，从而破坏旋转对称性。这种现象的数值证明和激发的量子场被压缩。
2008-05-15 cond-mat.other quant-ph
Generation of squeezed optical states via stored classical pulses in a Bose gas
Bilkent University（比尔肯特大学）；Universität Bremen（不来梅大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Ferdinand-Braun-Institut (FBH)（费迪南德·布劳恩研究所）
研究提出利用玻色-爱因斯坦凝聚体中的存储经典探测脉冲生成压缩光的方法，通过原子间碰撞的非线性演化实现原子集体自旋波的压缩。
2026-01-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Trajectories for Squeezed Input Processes: Explicit Solutions
我们考虑的情况下，当系统驱动的玻色场输入准备在一个任意的非零平均高斯态的量子（轨迹）滤波方程。系统的后验演化取决于单次或双次零差测量的结果。与玻色场相互作用的系统是初始处于高斯态的单腔模。我们显示明确的解决方案，利用线性高斯性质的问题的过滤方程的特征函数的方法。
2016-01-29 math-ph math.MP quant-ph
Dynamical generation of geometric squeezing in interacting Bose-Einstein condensates
本文针对相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体，揭示超流稳定性是淬灭后无法产生几何压缩的关键，并提出通过破坏稳定性判据实现快速指数抑制量子涨落的动力学方案。
2025-08-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamic generation of spin-squeezed states in bosonic Josephson junctions
我们分析了双势阱中超冷玻色原子凝聚态压缩态的形成。重点是从初始相干的多体量子态动态形成这种态。描述了两种情况：在系统稳定点附近的演化过程中，以及在不稳定点附近的短时间演化过程中，压缩的形成。后者被证明在很短的时间内产生高度压缩的状态。在半经典近似的基础上，我们用简单的解析公式预言了压缩量、压缩量的$N$标度和相干自旋的形成速度，成功地描述了数值结果.将这种在超冷原子系统中产生高压缩自旋态的新方法与文献中的其他标准方法进行了比较。
2012-09-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Extended Coherence Time with Atom-Number Squeezed Sources
玻色-爱因斯坦凝聚体的相干性质为改善干涉相位衬度提供了可能。然而，由于平均场相互作用的退相干效应缩短了相干时间，从而限制了潜在的灵敏度。在这项工作中，我们证明了增加的相干时间与光晶格中的压缩态的数量使用布洛赫振荡的衰减探测的相干时间。我们延长相干时间的2倍以上的预期与相干态BEC干涉。我们观察到的初始数压缩的程度，以及延长的相干时间与理论的定量协议。
2006-09-02 quant-ph
Spin-squeezed atomic crystal
我们提出了一种在三维光晶格中获得规则排列的二能级原子的方法，其中所有原子共享内部态相干性和度量上有用的量子关联。这种自旋压缩的原子晶体是通过在相互作用的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中光晶格的伸缩而获得的。该方案可以直接在微波跃迁上实现，并应用于玻色子原子的光格原子钟中，从而在有效抑制碰撞位移的同时，利用自旋的量子关联。
2018-08-30 quant-ph
Squeezed Condensates
本文分析了玻色-爱因斯坦凝聚体分子的光离解所得到的原子态。这个过程相当于量子光学中的下转换，它负责场振幅的压缩。蒙特卡罗模拟来自系统的正P描述，和近似方程的原子场算子的二阶矩被引入到描述过程的早期阶段-不服从通常的平均场描述。
2000-06-02 cond-mat quant-ph
Spatial entanglement patterns and Einstein-Podolsky-Rosen steering in a Bose-Einstein condensate
多粒子纠缠是量子物理学的一个基本概念，仍然存在概念上的挑战。虽然原子系综的自旋压缩态和其他非经典态被用来提高量子精密测量的测量精度，但这些系统中的纠缠概念仍然存在争议，因为无法区分的原子之间的相关性只能通过集体测量来证明。在这里，我们使用高分辨率成像直接测量自旋压缩玻色-爱因斯坦凝聚体的空间分离部分之间的自旋相关。我们观察到的纠缠是足够强大的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向：我们可以预测测量结果的非对易观测在一个空间区域的基础上，在另一个区域的相应测量与推断的不确定性产品低于海森堡关系。这可以用于电磁场分布的纠缠增强成像和计量学之外的量子信息任务。
2018-11-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Effect of phase noise on useful quantum correlations in Bose Josephson junctions
在双模玻色约瑟夫森结中，由隧道振幅突然猝灭引起的动力学导致周期性纠缠态的形成。例如，压缩态在短时间内形成，而相态的宏观叠加在稍后的时间内形成。结的两个模式可以被看作是干涉仪的两个臂;使用纠缠态可以进行超越经典极限的原子干涉。由于噪声的存在，退相干降低了原子之间的量子相关性，从而降低了干涉仪的相位灵敏度。我们考虑由结的两个模式的能量的随机涨落引起的噪声。我们分析了它对压缩态和宏观叠加态的影响，并定量地研究了量子关联的数量，它可以用来提高相对于经典极限的相位灵敏度。为此，我们计算了猝灭动力学过程中的压缩参数和量子费舍尔信息。对于中等的噪声强度，我们表明，这些有用的量子相关性的时间尺度上的压缩制度以外的增加。这表明多组分叠加作为高精度原子干涉测量的有趣的候选者。
2011-05-23 quant-ph
Quantum dynamical theory for squeezing the output of a Bose-Einstein condensate
在Bogoliubov近似下，给出了囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体输出压缩的线性量子动力学理论。我们观察到，光场的量子态与原子激光束之间的亚泊松分布和正交压缩效应等非经典性质随时间相互振荡。特别是，它表明，一个最初的压缩光场将导致压缩在以后的时间在出耦合原子束。
2000-12-03 quant-ph
Spatially Separated and Correlated Atom-molecule Lasers from a Bose Condensate
提出了一种利用喇曼型原子激光输出和双色光缔合过程从原子玻色-爱因斯坦凝聚体中产生两束空间分离的原子和分子光束的可行方案。我们研究了短时间内系统的量子动力学和统计特性，特别是在不同的凝聚态初态下两束输出光束的正交压缩和模式关联行为。讨论了利用光学技术产生纠缠原子分子激光的可能性。
2005-12-26 quant-ph
Measurement-induced Squeezing of a Bose-Einstein Condensate
讨论了玻色-爱因斯坦凝聚体在非破坏性成像过程中的动力学。在凝聚态主方程中引入了一个广义Lindblad超算子来考虑测量的影响。具有足够高的激光强度的连续成像逐渐地将凝聚物的量子态驱动到数压缩态。这种测量引起的压缩的可观察到的后果进行了讨论。
2001-09-05 cond-mat quant-ph
Many-particle entanglement with Bose--Einstein condensates
提出了一种从玻色-爱因斯坦凝聚体出发制备多粒子纠缠态的方法。在该方案中，一个单一的快速$π/2$脉冲被施加到原子上，由于碰撞相互作用，随后的自由时间演化产生了一个纠缠态，涉及凝聚体中的所有原子。所产生的纠缠态是一种自旋压缩态，可以用来提高原子钟的灵敏度。
2000-12-14 cond-mat quant-ph
Squeezing and entanglement in a Bose-Einstein condensate
纠缠是量子力学的一个重要特征，它是一种资源，可以提高经典方法所能达到的传统范围之外的精确测量。这被称为标准量子极限，已经定义了最佳传感器对时间或位置等各种量的精度。这些传感器中的许多是干涉仪，其中标准量子极限可以通过向其两个输入端口馈送量子纠缠态，特别是自旋压缩态来克服。对于原子干涉仪，超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体被认为是提供涉及大量粒子的这种状态的良好候选者。在这封信中，我们展示了他们的实验实现分裂凝聚在几个部分使用晶格势。原子的位点分辨检测允许测量共轭变量原子数差和相对相位。观察到的波动意味着粒子之间的纠缠，这一资源将允许超过干涉测量标准量子极限3.8 dB的精度增益。
2008-12-09 cond-mat.other quant-ph
Optimized Double-well quantum interferometry with Gaussian squeezed-states
输入态为高斯数差压缩态的马赫-曾德尔干涉仪可以在较大的相位间隔内获得亚散粒噪声相位分辨率。对于给定的相位间隔$Δθ_0$和粒子数$N$，我们得到了最佳的压缩水平，由此产生的相位估计的不确定性平滑地接近$3.5/N$，因为$Δθ_0$接近10/N，实现了高度压缩状态附近的Fock制度。然后，我们分析了一个自适应测量方案，它允许任何相位的$(-π/2,π/2)$进行测量的精度为$3.5/N$只需要几个测量，即使是非常大的$N$。我们得到了$Δθ\approx (2.1+3.2\ln(\ln(N_{tot}\tanΔθ_0)))/N_{tot}$的渐近标度律，最终精度为$\approx 10/N_{tot}$。该方案可以在双阱玻色-爱因斯坦凝聚体系统中实现，因为最佳输入态可以通过对双阱基态的绝热操作来获得.
2008-03-24 quant-ph
Relationship between spin squeezing and single-particle coherence in two-component Bose-Einstein condensates with Josephson coupling
研究了具有约瑟夫森耦合的双模玻色子系统的自旋压缩。发现了最大压缩时刻的压缩与单粒子相干性之间的精确关系，为在原子干涉实验中通过读出相干性来测量压缩提供了一种更直接的方法。我们明确地证明了最强的压缩是沿$J_z$轴的，表明原子数压缩态的出现。通过大量的数值模拟，得到了最强压缩和最佳耦合与粒子数$N$的幂律关系。
2009-01-08 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Dissipative preparation of phase- and number-squeezed states with ultracold atoms
我们发展了一个耗散量子态制备方案，用于产生相位压缩态和数目压缩态。它利用双阱结构中的超冷原子浸没在背景玻色-爱因斯坦凝聚体中，后者由与双阱中的原子不同的原子种类组成，并充当耗散量子库。我们从微观物理出发导出了该系统的主方程，并证明了压缩在正比于$1/N$的时间尺度上发展，其中$N$是双阱中的粒子数.这种由玻色子增强引起的标度，使我们能够使压缩态产生的时间尺度非常短。压缩态的寿命是有限的，从本征结构的设置所产生的退相。然而，通过频闪切换驱动开关可以避免失相。我们表明，这种方法导致强大的固定压缩态。最后，我们提供了一个潜在的实验实施的必要成分，通过指定一个参数制度的铷原子，导致压缩状态。
2014-02-05 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Mach-Zehnder interferometry with interacting trapped Bose-Einstein condensates
我们从理论上分析了一个具有囚禁凝聚体的马赫-曾德尔干涉仪，发现它对粒子间相互作用引起的非线性具有惊人的稳定性。我们研究的相位灵敏度，对于数目压缩的输入状态，可以克服散粒噪声限制，并增加到海森堡限制，提供了一个贝叶斯或最大李克梵相位估计策略。最后，我们证明了鲁棒性的马赫-曾德尔干涉仪存在的相互作用对凝聚振荡和一个现实的原子计数误差。
2011-08-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bell Correlations in a Bose-Einstein Condensate
通过组成粒子之间的量子关联来表征多体系统是量子物理学的一个主要目标。虽然纠缠是经常观察到在许多系统中，我们在这里报告的检测更强的相关性-贝尔相关性-之间的自旋约480个原子的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们从一个只涉及单体和两体关联函数的多粒子贝尔不等式导出了Bell关联证式。我们对自旋压缩态的测量超过了贝尔相关的阈值3.8个标准差。我们的工作表明，在多体系统中，最强的非经典相关性是可以通过实验获得的，并且它们可以通过集体测量来揭示。
2016-04-21 quant-ph
Phase-space distributions of Bose-Einstein condensates in an optical lattice: Optimal shaping and reconstruction
我们应用量子最优控制来塑造一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的相空间分布。由时间依赖的调制的晶格位置，确定从最优控制理论，我们准备，在相空间中的每个晶格网站，平移和压缩高斯态，高斯态的叠加。通过极大似然状态层析成像来完成这些非平凡状态的完全重建。作为我们的方法在量子模拟中的实际应用，我们初始化了原子波函数的最佳Floquet态叠加，以增强动态隧穿信号。
2022-10-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin Squeezing of a Bose-Einstein Condensate via Quantum Non-Demolition Measurement for Quantum-Enhanced Atom Interferometry
本文从理论上研究了利用量子非破坏测量来提高玻色凝聚原子干涉测量的灵敏度。特别是，我们关心的是提高现有的高精度原子干涉仪设备，因此限制自己稀释原子样品，并使用自由传播光，或光学腔在弱耦合制度。我们找到了最佳的参数制度，自旋压缩和原子损失之间的平衡，并发现显着改善灵敏度是可能的。最后，我们考虑使用压缩光，并表明这可以进一步提高灵敏度。
2020-05-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Multistability and Critical Fluctuation in a Split Bose-Einstein Condenstate
利用双模描述，我们证明了在含有玻色-爱因斯坦凝聚态的双势阱的两半之间的宏观隧穿过程中，存在着多稳态、相变和相应的临界涨落.当每个粒子的平均场能与隧穿能之比超过一阶临界值时，三个稳定态中的两个与一个不稳定态合并为一个稳定态的相变或相反的过程发生。临界涨落现象对应于两个势阱之间的相位差的压缩态，伴随着原子数的大的涨落。
2001-06-11 astro-ph cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing spin correlations in a Bose-Einstein condensate near the single atom level
利用Shapiro型共振诱导的参量转换，在钠自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生并表征了双模压缩真空态.自旋变化碰撞从最初所有原子都处于$m=0$的凝聚体中产生处于$m=\pm 1$塞曼态的相关原子对。一种新的荧光成像技术与灵敏度$ΔN \sim 1.6$原子使我们能够证明量子涨落的作用，在初始动力学和表征的最终状态的全部分布。假设所有原子共享相同的空间波函数，我们推断压缩参数为15.3dB。
2020-07-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Noise in Bose Josephson junctions: Decoherence and phase relaxation
预言了玻色约瑟夫森结中动态产生压缩态和相干态的宏观叠加。我们解决了这样一个结的量子动力学耦合到人口不平衡数运营商（相位噪声）的经典噪声的存在下，占，例如，实验相关的波动的磁场。我们计算了非马尔可夫区噪声引起的能见度衰减的修正。此外，我们预测，这样的噪声诱导的宏观叠加，这是独立的原子总数的组件之间的退相干的异常率，导致潜在的干涉应用。
2010-10-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bogoliubov theory of entanglement in a Bose-Einstein condensate
我们考虑一个玻色-爱因斯坦凝聚体，它被一个短的共振光脉冲照射，相干耦合两个原子的内部状态。我们表明，随后的时间演化准备在一个有趣的纠缠态称为自旋压缩态的原子。这种演变进行了详细分析，通过发展一个Bogoliubov理论，它描述了纠缠的原子。我们的计算是在$1/\sqrt{N}$中的一致展开，其中$N$是凝聚体中的粒子数，并且我们的理论预测至少有可能产生$1/\sqrt{N}$倍的自旋压缩。在Bogoliubov近似下，这个结果与温度无关。
2001-11-16 cond-mat quant-ph
Two-mode Phonon Squeezing in Bose-Einstein Condensates for Gravitational Wave Detection
压缩的非经典态是量子精密测量不可或缺的工具，因为它们能够将测量设备的灵敏度推到经典态的极限之外。虽然在光中产生它们已经成为一种标准技术，但在超冷原子气体中产生集体激发的压缩态，即玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的声子，是一个最近的问题。随着越来越多的基于玻色-爱因斯坦凝聚的量子光子学器件的提议以及将它们应用于引力波探测的可能性，这项任务不断获得相关性。本论文的目的是发现是否最近描述的影响的振荡的外部潜力上的均匀BEC可以利用产生双模压缩声子态，目前的技术。这个问题将冷原子以外的一系列领域的元素结合在一起，比如广义相对论和叶菲莫夫物理学。为了回答它，考虑由振荡电位对初始热声子状态引起的完全变换，允许找到这种扰动的幅度的上限，以及量化最终状态相对于其在计量中的使用的质量。然后将这些发现应用于现有的实验来判断压缩方案的可行性，虽然结果表明它们不太适合它，但提出了一种设置，允许其有效实施，并且似乎在实验范围内。鉴于巨大的参数空间留下优化的空间，所考虑的机制不仅可以在最初激发这项工作的引力波探测器中找到应用，而且更普遍地在基于超冷原子的量子精密测量领域中找到应用。
2021-01-12 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Robust sub-shot-noise measurement via Rabi-Josephson oscillations in bimodal Bose-Einstein condensates
马赫-曾德尔原子干涉术需要保持时间相位压缩来获得低于标准量子极限的读出精度。这增加了其对相位扩散的灵敏度，在存在相互作用的情况下恢复最佳信噪比$s_o$的散粒噪声缩放。读出精度和相互作用的鲁棒性所需的准备之间的矛盾，是通过监测拉比约瑟夫森振荡，而不是相对相位振荡信号采集过程中删除。优化$s_o$与高斯压缩输入，我们发现，保持时间数压缩满足这两个要求，子散粒噪声标度被保留，即使对于强相互作用。
2011-10-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Scalable Spin Squeezing for Quantum-Enhanced Magnetometry with Bose-Einstein Condensates
量子精密测量的一个主要挑战是产生具有宏观原子数的纠缠态。在这里，我们实验证明，通过非线性动力学产生的原子压缩在玻色-爱因斯坦凝聚体，结合适当的陷阱几何形状，允许缩放到大的合奏大小。对12300个粒子，我们实现了5.3（5）dB的涨落抑制，这意味着对于10个以上的$^7$原子也可以实现类似的压缩。有了这个资源，我们展示了量子增强磁强计交换压缩状态的磁敏感的超精细水平，具有可忽略的非线性。我们发现一个量子增强的单次激发的灵敏度为310（47）pT的静态磁场中的探头体积小到90 $μ$ m $^3$。
2014-05-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Squeezed-light-enhanced atom interferometry below the standard quantum limit
本文研究了利用压缩光场提高马赫-曾德尔位形原子干涉仪相位灵敏度的前景。最终，通过将压缩光的量子态转移到一个或多个原子输入光束来实现这种增强，从而允许在标准量子极限以下操作。我们详细分析了三种具体的方案，利用（1）单模压缩光学真空（即低频压缩），（2）双模压缩光学真空（即高频压缩）转移到两个原子输入，（3）双模压缩光学真空转移到一个单一的原子输入。最重要的是，我们的分析考虑了光学模式和原子模式之间的不完全量子态转移（QST），以及耗尽初始制备的原子源的影响。不出所料，不完整的QST降低了所有三种方案的灵敏度。我们表明，通过测量传输的光子和使用信息回收[物理学评论。110，053002（2013）]，可以显著降低不完全QST对灵敏度的降低作用。特别是，信息再循环允许方案（2）在海森堡极限下运行，而不管QST效率如何，即使当耗尽是显著的。虽然我们集中在玻色凝聚原子系统，我们的计划是同样适用于超冷热蒸汽。
2014-12-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Faraday imaging induced squeezing of a double-well Bose-Einstein condensate
我们研究了非破坏性测量如何在双阱中的原子玻色-爱因斯坦凝聚体中产生自旋压缩。在每个井中的冷凝物监测使用相干光束在马赫-曾德尔配置，通过量子非破坏哈密顿与原子相互作用。我们使用精确的波函数方法解决了光原子系统的动力学，在存在退相噪声的情况下，这使我们能够检查任意的相互作用时间和一般的初始状态。我们发现，监测冷凝在零检测电流和相同的相干光束最大限度地减少测量原子的反作用。在弱相互作用下，原子的平均自旋方向相对不受影响，而自旋的方差沿与光耦合的轴方向受到压缩。此外，在隧穿和失相噪声的存在下，压缩持续存在。
2021-04-06 quant-ph
Near-Heisenberg-limited parameter estimation precision by a dipolar-Bose-gas reservoir engineering
我们提出了一个方案，通过将原子浸入热平衡的准一维偶极玻色-爱因斯坦凝聚体库中来获得海森堡极限参数估计精度。通过调节偶极相互作用和接触相互作用的相对强度和符号，偶极原子与浸没原子之间的碰撞可以产生可控的非线性相互作用.我们发现，排斥偶极相互作用库有利于自旋压缩和纠缠非高斯态的出现。作为量子精密测量的一个有用的资源，我们还表明，非高斯态的海森堡标度的相位估计精度，优于自旋压缩态。
2018-01-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum dynamics in splitting a harmonically trapped Bose-Einstein condensate by an optical lattice: Truncated Wigner approximation
本文研究了在连续增加光晶格（或双阱）势时，简谐囚禁原子玻色-爱因斯坦凝聚体的分裂。随着晶格高度的增加，原子的量子涨落增强。由此产生的非平衡动力学的凝聚体的破碎过程中，沿晶格的原子的相位相干性的损失，并减少在个别晶格网站的原子数波动的截断维格纳近似随机研究。我们详细研究了温度和晶格高度对原子动力学的影响，并考察了经典的Gross-Pitaevskii方程在光晶格中的有效性。我们发现，原子数压缩饱和深晶格由于nonadiabaticity在打开的晶格势，这是具有挑战性的，以避免在实验中，当占用数的晶格位置是大的，使得很难产生强的数字压缩（或莫特绝缘体）状态与大的填充因子。我们还研究了截断Wigner近似的一些一般数值性质。
2006-08-29 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
Cavity optomechanics with ultra-cold Bose gases for quasiparticle state manipulation and prospects for sensing applications
超冷原子系综已被证明是高精度传感应用的通用工具。在这里，我们提出了一种操纵和读出的超冷玻色子原子被困云的状态的方法。特别地，我们讨论了准粒子相干态和压缩态的产生以及准粒子模通过外腔场的耦合。这使得能够进行像状态交换和光束分裂这样的操作，其可以应用于在频率空间中实现马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。我们提出了两个明确的示例应用在传感：测量的愈合长度的冷凝物与MZI计划，和测量的振荡力梯度与脉冲光机械读出计划。此外，我们根据最先进的技术参数计算基本限制。
2021-11-19 quant-ph
Quantum Enhanced Measurement of Rotations with a Spin-1 Bose-Einstein Condensate in a Ring Trap
本文提出了一种利用自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体的Sagnac效应的自旋压缩旋转传感器模型。干涉仪的两个输入态使用拉曼脉冲与拉盖尔-高斯光束进行播种，并通过自旋交换碰撞的玻色子增强进行放大，从而导致干涉测量中的自旋压缩和潜在的量子增强。环形几何结构由于均匀的冷凝密度而具有优于分离的束路径原子旋转传感器的优点。我们模拟干涉仪的分析和数值为现实的实验参数，并发现显着的量子增强是可能的，但这种增强是部分退化时，工作在一个政权与强原子相互作用。
2016-02-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Limit of spin squeezing in trapped Bose-Einstein condensates
Laboratoire Kastler Brossel, École Normale Supérieure and CNRS, UPMC（卡斯特尔布罗塞尔实验室，巴黎高等师范学院和法国国家科学研究中心，巴黎第六大学）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
研究捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋压缩的极限，采用经典场模拟及完全解析处理（含量子情况），确定实际捕获情形下的极限，为利用自旋压缩态用于原子钟及量子计量学研究提供依据。
2026-07-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Theory for Self-Bound States of Dipolar Bose-Einstein Condensates
我们用高斯态近似研究了偶极Dy凝聚体的自束缚态，改进了传统的多模压缩相干态近似。我们发现，自束缚态由实验观察到的自束缚液相和未观察到的自束缚气相组成。数值计算得到的气液边界与实验数据吻合较好。我们的理论还允许人们从凝聚体的粒子数分布中提取Dy原子的三体耦合常数的实部。特别地，我们的结果表明，自束缚态是由短程三体排斥稳定的。我们的研究为理解玻色-爱因斯坦凝聚体的自结合液滴提供了不同的视角。
2020-02-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent manipulation of Bose-Einstein condensates with state-dependent microwave potentials on an atom chip
基于纠缠的技术，如量子信息处理、量子模拟和量子增强计量学，有可能彻底改变我们的计算和测量方式，并有助于澄清纠缠本身令人困惑的概念。原子芯片上的超冷原子在实现上具有吸引力，因为它们以紧凑、稳健和可扩展的设置提供对量子系统的控制。这个系统中的一个重要工具是依赖于内部原子状态的势。相干动力学在这种潜力结合碰撞相互作用允许纠缠产生的单个原子和合奏。在这里，我们展示了相干操纵玻色凝聚原子在这样一个潜在的，产生在一个新的方式与微波近场的原子芯片。我们实现了原子内态和运动态的可逆纠缠，实现了具有内态标记的囚禁原子干涉仪。我们的系统提供了对介观凝聚体中碰撞的控制，为片上产生多粒子纠缠和量子增强计量学与自旋压缩态铺平了道路。
2010-09-13 quant-ph
Testing collapse models with Bose-Einstein-Condensate interferometry
本研究提出利用压缩态玻色-爱因斯坦凝聚原子的计数分布进行精密干涉测量，可大幅提升对连续自发定域（CSL）模型参数的探测灵敏度，有望检验并排除该模型的大量相关参数区间。
2023-05-06 quant-ph
Remote state preparation of two-component Bose-Einstein condensates
远程状态准备的协议，提出了自旋系综，其目的是准备一个国家与一组给定的自旋期望值的远程自旋系综使用纠缠，本地自旋旋转，并在Fock基础上的测量。自旋系综可以通过热原子系综或旋量玻色-爱因斯坦凝聚体实现。该协议的工作原理超出了Holstein-Primakoff近似，使得可以准备完整布洛赫球的自旋期望值。主要的实际障碍是自旋系综之间的最大纠缠态的制备。为了克服这一点，我们研究使用基于双轴双自旋（2A 2S）哈密顿量的状态代替最大纠缠态，并研究其性能。我们发现，2A 2S压缩的协议版本很好地逼近最大纠缠态，这样可以远程准备自旋平均。我们计算了2A 2S压缩态的误差，发现它随系综尺寸的增大而减小。通过后选择，可以进一步系统地减少错误。
2021-06-01 quant-ph
