Quantum Fisher information and spin squeezing in one-axis twisting model
研究了自旋相干态$|θ_{0},ϕ_{0}\rangle$单轴扭转模型中的量子费舍尔信息和自旋压缩.分析讨论了自旋压缩参数$ξ^2_{K}$和平均参数估计精度$χ^2$与极角$θ_{0}$和方位角$ϕ_0$的关系。此外，我们讨论了碰撞退相对这两个参数的动力学的影响。在这种情况下，还获得了$ξ^2_K$的解析解。
2014-05-06 quant-ph
Linearized analysis of dissipative Two Axis Counter Twisting (TACT) squeezing for Metrology
本文分析了退极化信道耗散下的双轴扭转（TACT）自旋压缩，发现耗散须参数上弱于压缩耦合，且压缩须先于测量才能获得计量学增益；关键数学进展是证明含退极化噪声的TACT等价于极化降低且无噪声的TACT，信噪比呈指数增益。
2024-03-20 quant-ph
Spin squeezing in open Heisenberg spin chains
本研究解析证明开放边界条件会显著改变海森堡自旋链的自旋压缩动力学，该系统弱耦合下可模拟多种扭曲模型实现更高压缩与更快动力学，数值模拟验证了解析结论。
2023-06-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin Squeezing of One-Axis Twisting Model in The Presence of Phase Dephasing
详细分析了双模玻色-爱因斯坦凝聚体中外场涨落诱导的多体相位退相单轴扭曲模型的自旋压缩.分析结果表明，即使在存在退相的情况下，最佳初态也对应于极角为$θ_0=π/2$的相干自旋态$|θ_{0}, ϕ_0\rangle$.如果退相速率为$γ\ll S^{-1/3}$，其中$S$为原子的总自旋，我们发现压缩参数的最小值（即，最强压缩）服从与理想单轴扭转情况相同的标度，即$ξ^2\propto S^{-2/3}$。而对于中等程度的退相，可实现的压缩服从幂律$S^{-2/5}$，这比理想情况略差。当退相率为$γ>S^{1/2}$时，我们证明了压缩是弱的，可以忽略.
2013-12-13 quant-ph
One Axis Twisting (OAT) spin squeezing for metrology
本研究探讨了退相干下 One Axis Twisting (OAT) 自旋压缩在计量学中的应用，证明其能有效提升精度且对非均匀性不敏感，并将 Kitagawa-Ueda 公式推广至有限极化。
2024-03-20 quant-ph
Heisenberg-limit spin squeezing with spin Bogoliubov Hamiltonian
本文证明单轴扭转哈密顿量基态的自旋压缩可达海森堡极限J^{-1}，并通过构造自旋Bogoliubov哈密顿量进行精确对角化，为在多种实验平台实现极限自旋压缩提供理论依据。
2024-09-04 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
One- and two-axis squeezing via laser coupling in an atomic Fermi-Hubbard model
本文研究了在Mott绝缘相下用费米-哈伯德模型描述的超冷原子费米子产生自旋压缩态。我们显示激活的两个扭曲机制的原子内部自由度之间的位置依赖的激光耦合。单激光耦合模拟单轴扭转模型，扭转轴的方向由耦合相位决定。添加具有适当选择的相位的第二激光束为模拟双轴反扭曲模型铺平了道路，从而能够接近海森堡限制的压缩水平。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin Squeezing via One-Axis Twisting with Coherent Light
基于原子与非共振光场的相互作用，即光场的顺磁法拉第旋转和光场的虚拟磁场，提出了一种新的原子自旋压缩方法.由于该方法不需要投影过程、压缩光场或原子间的特殊相互作用，因此可以广泛应用于许多系统。压缩参数的可达到范围是S^{-2/5}，其中S是总自旋，其受到相干光施加的附加波动和自旋分布的球形性质的限制。
2004-10-18 quant-ph
Extreme Spin Squeezing via Optimized One-Axis Twisting and Rotations
针对 Ramsey 干涉测量，本文提出交替使用单轴扭转脉冲与旋转来生成最优压缩态，在脉冲幅度受限和光子散射损耗下仍保持 Heisenberg 标度的计量增益。
2023-06-05 quant-ph
Spin squeezing via one- and two-axis twisting induced by a single off-resonance stimulated Raman scattering in a cavity
压缩自旋态在量子精密测量和传感领域有着重要的应用。Sørensen和Mølmer [Phys. Rev. A 66，022314（2002）]已经表明，通过双非共振受激拉曼散射，可以在腔设置中实现有效的单轴扭转相互作用，从而导致以$N$为原子数的$\propto 1/N^{2/3}$的降噪比例。在这里，我们表明，通过适当改变初始输入自旋态，它是可能的，产生一个轴扭转自旋压缩通过\emph{single}非共振受激拉曼散射，从而可以大大简化现实的实现。我们还表明，单轴扭转相互作用可以转化为一个更有效的双轴扭转相互作用，通过旋转的集体自旋，同时耦合到腔，产生海森堡有限的噪音减少$\propto1/N$。考虑到原子退相干和腔场衰减引起的噪声效应，我们发现在目前的实验条件下仍然可以实现大幅度的压缩。
2019-05-01 quant-ph
Two-axis spin squeezing of two-component BEC via a continuous driving
在二分量BEC中，单轴扭转哈密顿量导致自旋压缩，其极限与原子数成$N^{-\frac{2}{3}}$比例。我们提出了一个方案，将单轴扭转哈密顿量转化为双轴扭转哈密顿量，导致增强的自旋压缩$\propto N^{-1}$接近海森堡极限。该方案不需要脉冲序列，只需一个连续的驱动场就可以实现单轴扭转哈密顿量的变换，因此具有很好的实验实现前景。未来的量子信息处理和量子精密测量可能会受益于这种方法。
2014-12-17 quant-ph
Enhancing collective spin squeezing via one-axis twisting echo control of individual atoms
Fudan University（复旦大学）；Wenzhou University（温州大学）；Shanxi University（山西大学）
本文提出一种通过单轴扭曲回声控制同时增强集体自旋压缩并映射原子间纠缠至适合后续计量的磁子能级的方法。
2026-05-15 quant-ph
Spin Squeezing via One-Axis Twisting in a Quadrupolar NMR system under relaxation effects
本文研究了室温下四极核磁共振系统中自旋为3/2和7/2的自旋压缩态，利用单轴扭转机制描述非线性算符，并考虑弛豫效应，提出了非笛卡尔角动量算符及压缩参数上界，为量子控制与计量提供框架。
2025-04-12 quant-ph
Spin squeezing of the non-Hermitian one-axis twisting model
在没有衰变的情况下，开放系统的条件动力学通常可以用非厄米哈密顿量描述。研究了非厄米单轴扭转模型中的自旋压缩。有些令人惊讶的是，接近厄米特双轴反扭（TACT）哈密顿量的极限的SS是可实现的一些参数，这显着改善了厄米特OAT模型可实现的最佳值。缺点是就像所有有条件的方案一样，平均需要更长的时间才能进化到稳定状态，并且随着原子（自旋）数量的增加，没有衰变或成功的概率会降低。因此，上述非厄米OAT哈密顿量中稳态SS的结果仅限于小系统。然而，对于其他参数制度，理想的SS动态到达之前，达到稳定状态，大大缩短了进化时间和增强的成功概率，同时仍然保持显着改善的极限厄米特OAT。
2015-09-23 quant-ph
Squeezing in Bose-Einstein condensates with large numbers of atoms
我们研究了在多组分囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中产生和测量大相对数压缩的可行性。在没有多模效应的情况下，这种压缩可以是任意大的任意大的凝聚，但一系列的过程限制了可测量的压缩在现实的陷阱配置。我们研究这些过程，并提出方法来减轻它们。我们的结论是，高水平的压缩与大量的原子是可行的，但实际上只能实现在特定的陷阱几何形状。我们还介绍了一种方法，最大限度地提高可测量的压缩，通过使用一个$π$脉冲在这个过程中，以改善空间模式匹配。
2013-07-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ramsey interferometry with generalized one-axis twisting echoes
我们考虑了一个大类的拉姆齐干涉协议，增强了压缩和非压缩操作之前和之后的相位信号是印记在集体自旋的$N$粒子。我们报告了一个分析优化任何给定的粒子数和强度的（非）压缩。这些结果可以应用，即使实验相关的退相干过程中的压缩和非压缩相互作用。然而，在这项工作中不考虑两种相互作用之间的噪声。这提供了压缩回波协议的一般化表征，将一些已知的量子调制协议恢复为局部灵敏度最大值，从而证明了它们的最优性。我们发现了一个新的协议。它的灵敏度增强依赖于压缩的双重反转。在回声协议的一般类中，新发现的过度解扭协议由于其海森堡标度而被挑选出来，即使在强集体退相下也是如此。
2020-04-27 physics.atom-ph quant-ph
Beyond one-axis twisting: Simultaneous spin-momentum squeezing
量子纠缠的产生和操纵是提高测量精度的关键。产生用于原子干涉测量的纠缠的主要方法是自旋压缩的过程，由此状态变得对$SU(2)$旋转更敏感。产生这种纠缠的一种可能性是通过单轴扭曲（OAT），其中一个自由度的多粒子纠缠态是由非线性哈密顿量产生的。我们介绍了一种新的方法，它超越了OAT，在两个不同的自由度上产生压缩和纠缠。我们提出了我们的工作在一个系统的具体物理环境中组成的集体原子能级和离散集体动量状态，但也考虑其他可能的实现。我们的系统使用一个非线性哈密顿产生动态$SU(4)$，从而创造了动力学的机会，不可能在典型的$SU(2)$单轴扭转。这导致三个轴由于两个自由度和它们的纠缠而发生扭曲，从而可能产生更丰富的量子纠缠背景。在这个系统中准备的状态是潜在的更通用的用于多参数或辅助测量方案比那些准备标准的自旋压缩。
2022-09-14 physics.atom-ph quant-ph
Twist and Turn Squeezing in a Multi-Mode Bose-Einstein Condensate
本文研究了在大原子数玻色-爱因斯坦凝聚体中产生的扭曲和转动（TNT）压缩，目的是产生用于原子干涉的量子增强态。与以前的分析不同，我们研究的情况下，多模式的动态是显着的，不能被捕获的一个简单的单模模型。我们发现，在某些区域，通过仔细选择旋转参数，我们仍然可以获得压缩比通过单轴扭转（OAT）更快。
2022-02-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin squeezing and pairwise entanglement for symmetric multiqubit states
我们证明了任意对称多量子比特态的自旋压缩隐含着两两纠缠。当压缩参量小于等于1时，我们给出了压缩参量与奇偶态的纠缠度之间的定量关系。我们证明了所有量子比特都自旋下降的初态通过单轴扭转哈密顿量生成的偶态是自旋压缩的当且仅当它们是成对纠缠的。对于任意数量大于1的量子比特，通过外加横向场的单轴扭转哈密顿量生成的态，或者任意数量偶数量子比特，通过双轴反扭转哈密顿量生成的态，数值结果表明，这些态是自旋压缩态当且仅当它们是成对纠缠态.
2003-06-30 quant-ph
Two-axis spin squeezing in two cavities
超高精细光学腔中的超冷原子是产生自旋压缩的有力平台，因为腔模的光子可以诱导非线性自旋-自旋相互作用，从而产生单轴扭转哈密顿量$H_{\text{OAT}}=qJ_{x}^{2}$，其对应的最大压缩因子标度为$N^{-2/3}$，其中$N$是原子序数.相反，对于另一个双轴扭转哈密顿量$H_{\text{TAT}}=q(J_{x}^{2}-J_{y}^{2})$，最大压缩因子为$N^{-1}$，接近海森堡极限。本文从最近的腔辅助拉曼跃迁实验中得到启发，提出了一种方案，利用超冷六能级原子系综与两个量子化腔场和两对拉曼激光相互作用，实现了一个可调谐的双轴自旋哈密顿量$%H=q(J_{x}^{2}+χJ_{y}^{2})+ω_{0}J_{z}$ .在适当的参数下，恢复了上述单轴和双轴扭转哈密顿量，并且最大压缩因子的$N^{-1}$的标度可以自然发生。另一方面，在双轴扭转哈密顿量中，自旋压缩通常随着原子有效共振频率$ω_{0}$的增加而减小。令人惊讶的是，我们发现，结合无量纲参数$χ(>-1)$，原子的有效共振频率$ω_{0}$可以大大增强自旋压缩.这些结果有利于在实验中实现所需的自旋压缩。
2015-02-02 quant-ph
Measuring and engineering entropy and spin squeezing in weakly linked Bose-Einstein condensates
我们提出了一种方法来推导光晶格中玻色原子的单粒子熵，并研究了这种系统中熵的局域演化、自旋压缩和熵不等式对纠缠检测的影响。这种方法是基于实验上可行的测量非最近邻相干。我们研究了一个具体的例子，动态控制选定的网站之间的原子隧穿，并表明，这可能也可以提高计量相关的自旋压缩。
2013-02-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-axis-twisting spin squeezing by multi-pass quantum erasure
多体纠缠态是量子信息科学和量子精密测量的关键。利用光学技术建立高度多体纠缠的一个重要问题是通过产生这种纠缠的光泄漏系统信息。我们提出了一种基于全光干涉的方法来擦除这些信息。不需要的原子-光纠缠可以通过三个或更多个连续的原子-光相互作用的相消干涉来去除，只留下所需的有效原子-原子相互作用。这种量子擦除协议允许使用相干光和冷或热原子系综实现海森堡限制的自旋压缩。计算结果表明，与以前的方法相比，该方法能显著改善压缩超过10 dB的情况，并且在适当的实验条件下也能实现较大的自旋压缩.我们的方法能够有效地创建多体纠缠态与简单的设置，因此是有前途的量子精密测量和量子信息处理技术的进步。
2016-05-06 quant-ph
Optimum spin-squeezing in Bose-Einstein condensates with particle losses
Laboratoire Kastler Brossel, ENS, UPMC（卡斯特勒-布罗塞尔实验室，巴黎高等师范学院，巴黎第六大学）；Department of Physics, East China Normal University（华东师范大学物理系）
研究玻色-爱因斯坦凝聚体中粒子损失时的自旋压缩问题，采用蒙特卡罗波函数方法，找到了最大可获得自旋压缩与多种参数的函数关系。
2026-07-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entangling and squeezing atoms by weak measurement
提出了一种弱测量方法来测量原子的纠缠和压缩。我们证明了即使光与原子之间的耦合强度很小，也可以实现常规的基于测量的压缩所不能达到的大压缩。后选择通过弱非共振量子非破坏相互作用（QND）与自旋相互作用的光子，使其处于与初态近似正交的状态，可以增强基本自旋之间的纠缠，从而增强自旋压缩.压缩过程是概率的，但产生的状态是无条件确定的。进一步控制后选择参数和检测过程，可以将类量子阱自旋压缩转变为单轴扭曲甚至双轴扭曲的自旋压缩。
2018-12-30 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
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
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
Heisenberg Operator Approach for Spin Squeezing Dynamics
我们重新考虑单轴扭转哈密顿量，这是通常用于产生自旋压缩，并在海森堡算子的方法处理其动力学。为此，我们解决了基本的海森伯运动方程微扰和评估的期望值，从而产生的时间相关的海森伯运营商，以确定近似的自旋压缩的动力学。将我们的结果与精确数值计算的结果进行比较，发现它们比常用的冻结自旋近似更精确。
2018-01-04 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
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
Twist-and-Turn Spin Squeezing in Bose-Einstein Condensates
基于线性耦合和非线性相位演化之间的相互作用，我们实验证明了一种动态产生原子自旋压缩的替代方法。由于由此产生的量子动力学可以看作是广义布洛赫球上的旋转和剪切，我们称这种方案为扭曲和转动（TnT）。这与该系统经典极限的潜在不稳定性密切相关。量子态的短时演化受量子不确定性在一个方向上的快速初始扩展所支配，并伴随着正交轴上的压缩。我们发现在单个BEC中$ξ_{\text{S}}^2=-7.1(3)$ dB的最佳值和具有$ξ_{\text{S}}^2=-2.8(4)$ dB的压缩到超过10^4个粒子的可扩展性。
2015-07-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Unitary and efficient spin squeezing in cavity optomechanics
本研究提出腔光力学中制备氮空位中心自旋压缩态的新方法，可消除声子-光子模式与自旋的纠缠实现幺正单轴扭曲压缩，还可通过正交方向重复演化实现海森堡极限的双轴扭曲压缩，且对退相、弛豫噪声鲁棒。
2024-01-28 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
Enhanced squeezing for quantum gravimetry in a Bose-Einstein condensate with focussing
ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems, School of Mathematics and Physics, University of Queensland（澳大利亚国立大学量子科学与技术系）；Department of Quantum Science and Technology, Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院量子科学与技术系）
本文提出一种改进方案，通过突然施加陷阱势能聚焦凝聚体，增强一轴扭曲相互作用，提升干涉仪的相位灵敏度，达到标准量子极限的20倍。
2026-04-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical Spin Squeezing via Higher Order Trotter-Suzuki Approximation
本文提出了一种基于高阶Trotter-Suzuki近似的单轴扭转哈密顿量到双轴扭转哈密顿量的变换方案。与文献[Y. C. Liu等人，物理修订信函107，013601（2011）]，我们的方法可以将控制循环的数量从$1000$减少到$50$。与文献[C. Shen等人，A87，051801（2013）]。并给出了相应的误差分析。
2014-07-16 quant-ph
Rebuilding of destroyed spin squeezing in noisy environments
研究了单轴驱动扭转方案下铁磁偶极自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋压缩过程，重点研究了噪声环境（杂散磁场）对自旋压缩的破坏作用.通过施加级联动态解耦脉冲序列和中等偏置磁场来抑制噪声环境的影响，我们在真实的实验条件下忠实地再现了自旋压缩过程。我们的抗噪声方法可用于在偶极自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生自旋压缩态，为实现海森堡极限量子精密测量提供了一条可行的途径
2017-11-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipation-induced squeezing
本文提出了一种利用耗散效应研究双模玻色系统的相位和数目压缩的方法。通过考虑双势阱中的冷玻色气体，证明了该方法的有效性。我们的形式主义的扩展到一个光晶格给出了控制的稳态相图的相边界，我们发现了一个新的相，其特征在于由一个非零的冷凝分数和热的粒子数统计。我们还展示了如何利用耗散在单模系统中实现振幅压缩。
2012-02-08 cond-mat.quant-gas 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
Two distinguishable impurities in BEC: squeezing and entanglement of two Bose polarons
研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中两个非耦合杂质的纠缠和压缩。我们把它们看作是两个量子布朗粒子与一个由凝聚体的Bogoliubov模组成的浴相互作用。导出的类Langevin量子随机方程具有记忆效应。我们研究两种情况：（i）在没有外部势的情况下，我们观察到纠缠的突然死亡;（ii）在存在外部谐波势的情况下，纠缠甚至在渐近时间极限处仍然存在。我们的研究认为，实验可调参数。
2018-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Power-law growth of time and strength of squeezing near quantum critical point
研究了两种基本模型中量子相变的压缩动力学，在大自旋极限下，利用Holstein-Primakoff表象研究了横向场单轴扭转模型和Dicke模型.在无序（正常）相和有序（超辐射）相之间的相边界附近，自旋和光子压缩的强度以及系统处于高度压缩状态的持续时间随着距离的增加而表现出强烈的幂律增长。量子临界点。压缩时间的临界指数在两个模型中均为1/2，压缩强度的临界指数在单轴扭转模型中为1/2，而在Dicke模型中为1，在极端失谐量下也变为1/2。
2020-06-07 physics.atom-ph quant-ph
Quantum enhanced sensing by echoing spin-nematic squeezing in atomic Bose-Einstein condensate
量子纠缠可以提供超过标准量子极限（SQL）的增强的精度，这是经典手段可实现的最高精度。然而，要观察到大的增强仍然具有挑战性，这受到准备、维持、操纵和检测纠缠的实验能力的限制。在这里，我们提出了非线性干涉方案的基础上回声自旋压缩，以实现创纪录的高增强因子的原子玻色-爱因斯坦凝聚体。回波是通过自旋压缩真空的状态翻转来实现的，自旋压缩真空用作探测状态，并且在对编码的信号进行近无噪声放大的同时被重新聚焦回到未压缩的初始状态附近。在26400个原子的双模式SQL以上的小角度拉比旋转的灵敏度为$21.6\pm0.5$分贝（dB），以及$16.6\pm1.3$ dB的相位传感在拉姆齐干涉仪观察。对于近谐振微波场感测，后者的绝对相位灵敏度在$18~μ\rm{m}^3$的探针体积处外推到$103~\rm{pT/\sqrt{Hz}}$。我们的工作突出了自旋压缩的优良多体相干性，并指出了它在原子磁力计、原子光钟、洛伦兹对称性破坏的基本检验等方面的可能量子相干应用。
2022-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
A dynamic scheme for generating number squeezing in Bose-Einstein condensates through nonlinear interactions
利用超精细能级间的干涉和原子间的非线性相互作用，发展了一个在玻色-爱因斯坦凝聚体中产生数压缩的方案。我们描述的计划，使用多模量子场模型，并找到一个简单的解析模型在某些制度的协议。我们证明了该方案给出了强压缩的参数和原子物种的现实选择。即使系统的初始噪声是经典的并且比泊松分布的噪声大得多，数字压缩也可以导致噪声远低于量子极限。
2011-10-17 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Extreme Spin Squeezing from Deep Reinforcement Learning
自旋压缩（SS）是实现超过标准量子极限$\propto 1/\sqrt{N}$的测量精度的公认资源。基本的单轴扭转（OAT）相互作用可以促进SS，并已在不同的实验中实现，但它不能达到极端SS的精度在海森堡极限$\propto 1/{N}$。在深度强化学习（DRL）的帮助下，我们发现了与大小无关的通用规则，用于仅使用少数旋转脉冲实现几乎极端的SS与OAT交互。更具体地说，最多$10^4$粒子只需要6对脉冲，而达到极端SS所需的时间与最佳OAT挤压时间保持相同数量级，这使得我们的方案对于报告OAT挤压的实验是可行的。这项研究突出了DRL在受控量子动力学方面的潜力。
2019-09-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Programmable Cavity Squeezing for Distributed Sensing in a Tweezer Array
Istituto Nazionale di Ottica, Consiglio Nazionale delle Ricerche (INO-CNR)（意大利国家光学研究所）；European Laboratory for Nonlinear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱学实验室）；University of Firenze（佛罗伦萨大学）
该研究提出利用腔中光镊阵列构建可编程腔压缩方案，实现分布式传感的纠缠调控，可将差分Ramsey干涉测量的相位不确定性降至标准量子极限以下，为分布式传感提供可扩展的纠缠构建途径。
2026-08-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Generating GHZ states with squeezing and post-selection
许多量子态制备方法依赖于耗散量子态初始化的组合，随后是到期望的目标态的幺正演化。在这里，我们证明了量子测量作为量子态制备的附加工具的有用性。从一个纯的可分多体态出发，通过控制序列，包括旋转、单轴扭转的自旋压缩、量子测量和后选择，产生一个高度纠缠的多体态，我们称之为投影压缩态（或PS态）。通过优化方法，我们确定所需的参数，以最大限度地提高重叠保真度的PS状态与最大纠缠Greenberger-Horne-Zeilinger状态（或GHZ状态）。该方法导致一个显着减少的状态准备时间的GHZ态相比，通过单一的单轴扭曲的幺正演化的准备。
2019-11-27 quant-ph
A hybrid-systems approach to spin squeezing using a highly dissipative ancillary system
自旋系统的压缩态是量子技术，特别是量子精密测量和传感的重要纠缠源。在这里，我们考虑的自旋压缩态的产生与耗散辅助系统的相互作用的自旋。我们发现在这个模型中自旋压缩可以通过两种不同的机制产生：单轴扭曲和驱动集体弛豫。我们可以通过简单地调节耗散辅助系统和自旋系统之间的失谐量来在两种机制之间进行插值。有趣的是，我们发现，对于这两种机制，辅助系统耗散不必被认为是一个缺陷，在我们的模型，但自旋压缩起着积极的作用。为了评估自旋压缩的可行性，我们考虑了两种不同的超导电路实现。我们的结论是，无论是通过单轴扭转还是通过驱动集体弛豫，都可以在实验上产生数百个自旋的压缩态。
2016-05-18 quant-ph
Squeezing and entanglement of density oscillations in a Bose-Einstein condensate
原子与远失谐光场的色散相互作用使得玻色-爱因斯坦凝聚体中密度振荡的非破坏性成像成为可能。从基态凝聚出发，研究了测量反作用如何导致量子化密度振荡的压缩和纠缠。特别是，我们表明，适当的定时，频闪成像和反馈可以用来选择性地解决特定的本征模，避免激发系统的非目标模式。
2015-04-16 quant-ph
Efficient Spin Squeezing with Optimized Pulse Sequences
自旋压缩态是一类在精密测量中有实际应用的自旋纠缠态。近年来，在原子数大于10^3的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中，实验证明了单轴扭转的自旋压缩。虽然噪声低于标准量子极限，但OAT方案不能将噪声降低到最终的海森堡极限。在这里，我们提出了一个实验上可行的方案的基础上优化的量子控制，大大提高了性能的OAT接近海森堡极限，只需要一个OAT哈密顿量和使用几个相干驱动脉冲。该方案是强大的技术噪声，可以很容易地实现旋量BEC或捕获离子与当前的技术。
2013-04-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Storage of spin squeezing in a two-component Bose-Einstein condensate
研究了在两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋压缩的有效控制，即在自旋压缩出现最大值时快速关闭外场。我们表明，自旋波动的强烈减少可以在很长一段时间内保持在几乎固定的方向上。我们明确地解释了基本的物理现象，并给出了最大压缩时间的解析表达式。
2007-09-30 cond-mat.other quant-ph
Spin Squeezing in Finite Temperature Bose-Einstein Condensates : Scaling with the system size
对原子凝聚体中相互作用引起的自旋压缩进行了多模处理，证明了在有限温度下，当原子数$N\to \infty$为固定密度和相互作用强度时，最大自旋压缩存在一个有限的极限.为了计算空间均匀系统的压缩参数的极限，我们用两个小参数进行双重展开：热力学极限中的1/N和Bogoliubov极限中的非凝聚分数$<N_{\rm nc}>/N$。为了测试我们的分析结果超出Bogoliubov近似，并进行数值实验，我们使用改进的经典场模拟与精心选择的截止，使经典场模型给出了理想玻色气体的正确的非凝聚分数在玻色凝聚制度。
2012-05-02 quant-ph
Scalable Spin Squeezing from Finite Temperature Easy-plane Magnetism
该研究提出并验证了有限温度易面铁磁性哈密顿量可生成可扩展自旋压缩的猜想，揭示了其相变边界与XY有序平衡相边界重合，并预测了介于标准量子极限与全耦合单轴扭转模型之间的灵敏度标度。
2024-07-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Phase noise and squeezing spectra of the output field of an optical cavity containing an interacting Bose-Einstein condensate
本文从理论上研究了含有相互作用的一维玻色-爱因斯坦凝聚体的受驱动光腔透射光场的相位噪声、强度和正交压缩功率谱。我们展示了由于原子碰撞的非线性效应，腔的输出功率谱的图案如何变化。此外，它表明，由于在腔输出场的相位噪声功率谱中的峰的分裂和原子-原子相互作用的\textit{s}波散射频率之间的一一对应，人们可以测量原子间相互作用的强度。此外，我们还讨论了原子碰撞对输出光场压缩特性的影响。
2016-02-17 quant-ph
Strongly Enhanced Spin Squeezing via Quantum Control
本文提出了一种利用光探针与光密原子样品间的双程法拉第相互作用来研究自旋压缩的新方法。用量子擦除器去除剩余的自旋-探测纠缠，从而在集体自旋上实现单轴扭曲幺正映射。这种相互作用可以是相位匹配的，导致压缩的指数增强。在实践中，缩放和峰值压缩取决于退相干，技术损失和噪声。一个简化的模型表明，在当前的实验室参数下，应该可以实现约10 dB的挤压。
2010-04-13 quant-ph
Positive P simulations of spin squeezing in a two-component Bose condensate
玻色凝聚体中的碰撞相互作用代表了一种非线性，与非线性光学类似，这种非线性产生了独特的量子特征。本文应用基于量子光学正P赝几率分布的Monte Carlo方法，分析了两组分凝聚体中碰撞对自旋压缩的影响。压缩可以通过选择合适的碰撞参数或操纵两组分的运动状态来控制。
2001-01-18 cond-mat quant-ph
