Multi Mode Interferometer for Guided Matter Waves
我们描述了基于Y型分束器的用于引导物质波的干涉仪的基本特征，并且表明，在准二维制度中，这样的设备即使在多模制度中也表现出高对比度的条纹，并且从热源馈送。
2002-02-07 quant-ph
Enhancing Sensitivity of an Atom Interferometer to the Heisenberg Limit using Increased Quantum Noise
在采用$N$原子的常规原子干涉仪中，相位灵敏度处于标准量子极限：$1/\sqrt{N}$。使用自旋压缩，可以通过降低量子噪声或经由相位放大或其组合来增加灵敏度。在这里，我们展示了如何增加灵敏度，海森堡极限的$1/N$，而增加量子噪声的$\sqrt{N}$，从而抑制由相同的因素的影响，过量的噪音。该协议使用薛定谔猫态表示$N$原子的两个集体态的叠加，表现为康普顿频率增加$N$倍的单个实体。所得到的$N$倍的相位放大揭示了通过使用原子状态检测，而不是集体状态检测。我们还展示了如何实现这样的薛定谔猫态的基础上的原子钟，与$N$倍的有效跃迁频率增加。我们讨论了实施这一计划的潜在的实验约束，使用单轴扭曲压缩采用腔反馈方案，并表明腔衰减和自发发射的影响被高度抑制。我们发现，灵敏度的最大改善可以接近理想极限，多达一千万个原子。
2020-05-08 quant-ph
Quantum coherence and negative quasi probabilities in a contextual three-path interferometer
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）
本文提出利用五阶段干涉仪中的正交关系和负Kirkwood-Dirac分布，对三维希尔伯特空间中的纯态进行非经典关联分类。
2026-01-09 physics.optics quant-ph
Collective Excitation Interferometry with a Toroidal Bose-Einstein Condensate
使用捕获和引导原子干涉仪的紧凑型惯性传感方案的精度受到由捕获势和相互作用引起的不受控制的相位误差的限制。在这里，我们提出了一个声学干涉仪，使用声波在一个环形的玻色-爱因斯坦凝聚体来测量旋转，我们实验证明了这种类型的干涉仪的几个关键方面。我们使用空间图案化的光束，以激发反传播的声波内的凝聚和使用\emph{in situ}吸收成像来表征其演变。我们提出了一种分析技术，通过该技术，我们分别提取的驻波声学模式的振荡频率，在捕获电位的静态缺陷所造成的频率分裂，以及由于旋转的驻波图案的特征进动。在解析和数值计算的支持下，我们解释了我们的测量中的噪声，这是占主导地位的原子散粒噪声，在旋转噪声。虽然我们的声学干涉传感器在$\sim \mbox{rad}\, \mbox{s}^{-1}/\sqrt{\mbox{Hz}}$水平上的噪声由于快速的声学阻尼和小的阱半径而很高，但是概念验证设备确实以比自由下落原子干涉仪高$10^4 - 10^6$倍的密度和小$10^9$倍的体积操作。
2014-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Tracing quantum correlations back to collective interferences
该研究将二能级系统的量子关联映射为单粒子干涉仪的路径干涉，用弱值表示的负条件概率流解释非语境定域实在论的失效，支持干涉是量子现象起源的论断。
2024-06-03 physics.hist-ph quant-ph
Collective behavior in quantum interference: an alternative superposition principle
本文提出一种干涉仪集体模型，其未耦合组件集体作用，展示了与标准诠释在多体系统叠加原理上的差异，揭示了量子与半经典理论间的联系，为多体叠加原理测试提供新见解。
2024-08-23 quant-ph
Theory of fractional quantum Hall interferometers
分数带电准粒子的干涉预计将导致Aharonov-Bohm振荡周期大于通量量子。然而，根据Byers-Yang定理，电子系统的观测量在奇异通量量子的绝热插入下是不变的。我们解决这个看似矛盾的考虑微观模型的电子干涉仪由量子霍尔液体填充因子1/m。这种干涉仪的近似基态由Laughlin型波函数描述，并且低能激发是这种状态的不可压缩变形。通过将电子的微观哈密顿量限制在不可压缩形变空间，我们构造了一个低能有效理论，并证明了这样得到的量子霍尔边理论是手征共形场论的推广.在我们的理论中，准粒子隧穿算符是隧穿点坐标的单值函数，其相位依赖于欧姆接触位置所决定的拓扑结构。我们描述了强耦合的边缘状态欧姆接触和由此产生的准粒子电流通过干涉仪的主方程的帮助下。我们发现，通过马赫-曾德尔干涉仪的平均准粒子电流的相干贡献不消失后，在准粒子自由度的总和。然而，它获得了与电子周期的振荡，与Byers-Yang定理一致。重要的是，我们的理论不依赖于任何特设的建设，如克莱因因素等时，通过FP干涉仪的磁通量是不同的调制门，电流振荡具有准粒子的周期性，从而允许光谱的量子霍尔边缘状态。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Cavity-Mediated Collective Momentum-Exchange Interactions
首次在激光冷却原子集合中实现腔介导的集体动量交换相互作用，在物质波干涉仪中观测到全对全伊辛型相互作用和多体能隙，为量子增强干涉测量和模拟奇异物理行为提供了新能力。
2023-04-03 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement-induced collective many-body interference
结合纠缠与多粒子干涉，提出一种干涉测量装置以观测N粒子干涉并严格抑制低阶干涉，在四光子干涉仪中实验演示了非局域的高可见度集体四体干涉图样。
2024-06-30 quant-ph
Quasi-classical dynamics of interacting Bose condensates
在集体准自旋模型下，讨论了两种相互转化的均匀玻色凝聚体的组成动力学。这个集体模型迅速地向热力学极限简化为经典形式。量子解决方案很容易获得数值短的这个限制，让洞察动态相关的相关过程。
1998-09-02 quant-ph
Entanglement between a photonic time-bin qubit and a collective atomic spin excitation
光与物质之间的纠缠结合了光子量子比特长距离传输的优势和原子量子比特的存储和处理能力。为了在长距离上有效地分布光子态，已经研究了几种编码量子比特的方案-时间箱编码由于其对光纤中的退相干的鲁棒性而特别有前途。在这里，我们演示了在冷原子系综中光子时间仓量子比特和单个集体原子自旋激发（自旋波）之间纠缠的产生，然后将原子量子比特映射到另一个光子量子比特上。一个磁场，诱导原子激发的周期性的退相和再定相，确保了时间的可重复性的两个时间仓，并在纠缠产生中起着核心作用。为了分析所产生的量子态，我们使用很大程度上不平衡的马赫-曾德尔干涉仪在不同的量子比特基上进行投影测量，并通过违反CHSH贝尔不等式来验证纠缠。
2018-01-17 quant-ph
Gravitational Wave and Quantum Graviton Interferometer Arm Detection of Gravitons
该研究比较LIGO类干涉仪探测引力波的经典与量子描述，证明引力子散射、量子光学及量子引力子能量方法均可解释臂部位移，并强调集体行为与量子—经典对应。
2025-01-06 gr-qc hep-th quant-ph
Deterministic spin-wave interferometer based on Rydberg blockade
自旋波NOON态是一个$N$ -粒子Fock态，两个原子的自旋波模最大纠缠。由于相位对原子集体运动敏感的特性，SW NOON态可以作为一种新型的原子干涉仪，在量子增强测量中有着广阔的应用前景。在本文中，我们提出了一个有效的协议，确定性地产生原子SW NOON状态，采用里德伯封锁。分析了实际操作中可能出现的误差。提出了可行的实验方案。我们的方案比最近的实验证明的方案要有效得多，该方案只产生了一个预示性的二阶SW NOON态。
2011-05-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultra-low noise quantum memory for quasi-deterministic single photons generated by Rydberg collective atomic excitations
我们展示了存储和检索的一个按需单光子集体里德伯激发在超低噪声拉曼量子存储器位于不同的冷原子系综。我们通过激发铷原子的冷云共振到里德堡态来产生单光子，每次试验的产生概率高达15 $\%$。然后，我们表明，单光子可以存储和检索的效率为21 $\%$和$p_n= 2.3(3) \times 10^{-4}$的噪声基底每次试验中的拉曼量子存储器。这导致检索到的单光子的信噪比范围从11到26取决于输入光子的产生概率，这使我们能够观察到显着的反聚束。我们还评估了性能的拉曼存储器作为内置的不平衡的时间分束器，通过改变写入控制脉冲强度可调。此外，我们还证明了拉曼存储器可以用来控制单光子的波形。这些结果是在使用单光子源实现有效的量子中继链路方面向前迈出的一步。
2021-11-25 quant-ph
Diffusive Decay of Collective Quantum Excitations in Electron Gas
本文利用多流准粒子模型研究任意简并度相互作用电子气中的集体量子激发，揭示纯等离激元态的扩散衰减、能级不稳定性及边界吸引力，并解析给出衰减率。
2024-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Role of Interactions in an Electronic Fabry-Perot Interferometer Operating in the Quantum Hall Effect Regime
边缘通道干涉有望成为研究量子霍尔效应（QHE）中带电准粒子统计的重要工具[A. Stern（2008），Ann.Phys.1：204; C. Chamon等人（1997），Phys.Rev.B，55：2331]。本文详细研究了一种工作在QHE区的电子法布里-珀罗干涉仪（FPI）[C。Chamon等人（1997），Phys.Rev.B，55：2331]，其中干扰准粒子的相位由Aharonov-Bohm（AB）效应控制。我们的主要发现是，电子之间的库仑相互作用占主导地位的干扰，即使在一个相对较大的面积FPI，导致强烈的依赖于由磁场上的干扰环所包围的区域。特别是，对于复合边缘结构，与几个独立的边缘通道沿边缘传播，干扰的最外边缘通道（属于最低的朗道水平）是不敏感的磁场，这表明一个恒定的封闭通量。然而，当任何内边缘通道干扰时，当磁场增加时，封闭的通量减小。通过有意地改变具有偏置金属栅极的封闭区域并观察干涉图案的周期性，发现电荷e（对于整数填充因子）和e/3（对于分数填充因子）从FPI排出。此外，这些观测也提供了一种新的方法来检测干扰准粒子的电荷。
2009-11-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Synchronization of Quasi-Particle Excitations in a Quantum Gas with Cavity-Mediated Interactions
Institute for Quantum Electronics, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich（苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所）
研究BEC-腔耦合系统中的耗散诱导准粒子同步化，通过腔辅助布拉格光谱观测到两个旋子模在异常点合并，揭示耗散驱动集体动力学并预示动态相变前兆。
2026-06-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
