Robust spin squeezing via photon-mediated interactions on an optical clock transition
腔QED是一种很有前途的方法，用于量子精密测量中确定性地产生纠缠态和自旋压缩态。一个原型方案通过集体单轴扭转相互作用产生压缩。然而，我们表明，在使用长寿命原子中的光学跃迁的实现中，可实现的压缩从根本上受到共同增强发射到腔模式的限制，该腔模式是与腔介导的自旋-自旋相互作用并行产生的。我们提出了一个替代方案，产生一个压缩态，是集体发射保护，并调查其敏感性的实验噪声和缺陷的现实来源。
2018-04-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entanglement and spin-squeezing in a network of distant optical lattice clocks
提出了一种提高远程光晶格钟精度的方法和远程钟Einstein-Podolsky-Rosen态的产生方法。即使对于连接具有大量损耗的时钟的光信道，也可以实现时钟精度与时钟数量M的接近海森堡的缩放。这种情况下，利用一个集体的量子非爆破测量时钟与并行布洛赫矢量提高测量精度。我们为相距较远的时钟以及彼此距离很近的时钟提供最佳的网络解决方案。在第二种情况下，我们采用集体耗散驱动两个时钟相反取向的布洛赫矢量进入稳态纠缠。相应的EPR纠缠提供了增强的时间共享超出了两个量子同步时钟之间的投影噪声限制，防止窃听，以及允许更好地表征系统的影响。
2015-12-04 quant-ph
Realizing spin squeezing with Rydberg interactions in a programmable optical clock
本文在可编程中性原子光学钟中利用 Rydberg 相互作用实现自旋压缩，获得近 4 dB 计量增益，并验证优于标准量子极限的频率稳定度。
2023-07-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spin squeezing criterion with local unitary invariance
我们提出了一个新的自旋压缩判据，它适用于任意多比特态，并且在局域幺正操作下是不变的。我们发现，对于任意的纯两量子比特态，自旋压缩等价于纠缠，当这个新的自旋压缩参数小于1时，多量子比特态是纠缠的。
2003-06-30 quant-ph
Quantum-enhanced differential atom interferometers and clocks with spin-squeezing swapping
将差分干涉测量视为分布式多参数估计问题，提出利用单一自旋压缩态在公共干涉模式间进行模式交换的协议，实现了突破标准量子极限的差分相移估计灵敏度，并通过原子钟和干涉仪的噪声模拟验证了其有效性。
2023-03-17 quant-ph
Quantum noise limited interferometric measurement of atomic noise: towards spin squeezing on the Cs clock transition
本文从理论和实验上研究了激光冷却和囚禁原子系综态布居的非破坏性干涉测量。这项研究是一个步骤的产生（伪）自旋压缩的冷原子的目标是提高铯原子钟的性能超过限制所设定的量子投影噪声的原子。计算了近共振光探测脉冲通过冷133 Cs原子云时的相移和量子噪声。分析了集体赝自旋量子非破坏（QND）测量的优值，指出它可以简单地表示为系综光密度与非共振探测光引起的自发发射的脉冲积分速率的乘积.在此基础上，我们提出了一个协议，所需的操作序列，以产生和利用自旋压缩的改进原子钟的性能，通过对探测光的QND测量。在实验部分，我们证明了原子布居的干涉测量可以达到N_at冷原子云中N_at ^1/2量级的灵敏度，这是理论分析方案实验实现的重要基准。
2005-02-16 quant-ph
Trade-offs between unitary and measurement induced spin squeezing in cavity QED
本文研究腔QED中测量与幺正演化对自旋压缩制备的联合效应，推导出测量方案优于幺正协议的判据，并分析退相干与测量噪声的影响，为超越标准量子极限的原子钟提供理论指导。
2024-08-11 quant-ph
Unitary Cavity Spin Squeezing by Quantum Erasure
原子气体中确定性的光致自旋压缩受到光子散粒噪声的限制，或者等效地，受到随着介导有效原子-原子相互作用的光场逸出的原子状态信息的限制。我们从理论上证明了腔自旋压缩[M. H. Schleier-Smith，I. D. Leroux和V. Vuletić，Phys.Rev.A81，021804（R）（2010）]可以通过擦除光原子纠缠而得到实质性改善，并提出了几种这样做的方法。考虑到光散射到自由空间中，量子擦除将腔压缩的标度从S^（-1/2）提高到S^（-2/3），其中S是原子的总自旋。
2012-01-05 quant-ph
Dynamics of moments of arbitrary order for stochastic Poisson squeezings
得到了GKSL方程的显式动力学矩。在我们的情况下，GKSL方程对应于泊松随机过程，导致酉跳跃。我们把压缩算子看作幺正跳跃。
2020-01-24 quant-ph
Classification of spin and multipolar squeezing
本文研究了由自旋J粒子（J>1/2）组成的SU（2 J +1）集体系统中的各种压缩。我们证明了集体su（2 J +1）系统中的压缩可以被划分为酉等价类，每个酉等价类都由构成su（2 J +1）代数中的su（2）子代数的压缩和反压缩观测量的集合来刻画.幺正等价类的维数与其压缩极限有着根本的关系。我们还证明了集体SU（4）系统中自旋和多极观测量之间的压缩分类。
2016-02-19 quant-ph
Enhancing spin squeezing using soft-core interactions
我们提出了一个新的协议，准备自旋压缩态在可控的原子，分子和光学系统，特别是新兴的光学时钟平台兼容里德伯相互作用。通过将短程软核势与外部驱动相结合，我们可以将自然出现的伊辛相互作用转换为XX自旋模型，同时打开多体间隙。间隙有助于维持系统在一个集体流形的状态，在计量学上有用的自旋压缩可以产生在一个水平相当的自旋压缩系统中产生真正的所有对所有的相互作用。我们研究了我们的协议的鲁棒性实验相关的去相干，并表现出良好的性能，典型的协议缺乏间隙保护。
2022-08-03 physics.atom-ph quant-ph
Dissipative generation of spin squeezing in the resolved vacuum Rabi splitting limit
JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology（科罗拉多大学与美国国家标准与技术研究院联合JILA研究所）；Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系）；Center for Theory of Quantum Matter, University of Colorado（科罗拉多大学量子物质理论中心）；T.C.M. Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室TCM小组）；Institute of Physics（物理研究所）
本文研究在分辨真空拉比分裂区域中，通过对称性保护的耗散动力学实现自旋压缩，展示了超过25 dB的压缩和接近理想单轴扭转标度，为光钟平台超越标准量子极限提供了实用途径。
2026-05-29 physics.atom-ph quant-ph
A Master Equation with Generalized Lindblad Form and a Unitary Transformation by the Squeezing Operator
在前面的论文arXiv：0802.3252 [quant-ph]中，我们处理了一个由具有广义Lindblad形式的主方程给出的模型，并研究了与某些李代数相关的代数结构，并构造了一个近似解。本文利用压缩算符对主方程作幺正变换。然后将广义Lindblad形式转化为通常的Lindblad形式，而将原Hamilton量转化为较复杂的形式。因此，我们有两个不同的表示基于李代数su（1，1）。我们研究了新的代数结构，并构造了一些近似解。
2008-03-21 math-ph math.MP quant-ph
Quantum enhanced positioning and clock synchronization
各种各样的定位和测距程序都是基于通过空间重复发送电磁脉冲并测量其到达时间。本文表明，量子纠缠和压缩可以用来克服经典的功率/带宽的限制，这些程序，提高他们的准确性。频率纠缠脉冲可用于构建量子定位系统（QPS），执行时钟同步或进行测距（量子雷达）：所有这些技术与使用经典光的类似协议相比都表现出类似的增强。量子纠缠和压缩已经在干涉测量、频率测量、光刻和算法的背景下被利用。在这里，将分析相对于固定的参考点阵列定位一方（比如Alice）的问题。
2001-06-01 quant-ph
Spin Squeezing with Magnetic Dipoles
该研究利用中性原子的磁偶极-偶极相互作用，在铒量子气体显微镜中实现7.1 dB的计量学有效自旋压缩，并通过引入原子运动提升低填充下的二维自旋相干性，为量子增强计量和长程巡游量子磁性研究提供新途径。
2024-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph 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
Vacuum spin squeezing
研究了光跃迁原子钟中通过与真空电磁场耦合产生的纠缠（自旋压缩）。研究表明，如果每个原子都是基态和长寿命电子激发态的叠加态，并被看作自旋为1/2的系统，那么集体真空光移会使原子纠缠，导致系综集体自旋的压缩分布.这个方案表明，即使是真空场也可以成为纠缠和量子操纵的有用资源。该方法既不需要施加光，也不需要对超高精细谐振腔进行精确的频率控制，因此简单而稳健。此外，该方案可以用来实现双轴扭转旋转的自旋方向，同时耦合到真空，导致更强的压缩。
2017-03-07 physics.atom-ph quant-ph
Spin-spin interaction and spin-squeezing in an optical lattice
我们表明，通过取代两个光晶格相对于彼此，我们可能会产生类似的相互作用，描述在凝聚态物理的铁磁性。我们还表明，特别简单的相互作用的选择导致自旋压缩，这可能是用来提高原子钟的灵敏度。自旋压缩产生的部分，随机，填充晶格，我们的建议可以实现与当前的技术。
1999-03-12 quant-ph
Conditional Spin-Squeezing of a Large Ensemble via the Vacuum Rabi Splitting
我们利用真空拉比分裂进行量子非破坏（QND）测量，制备了一个集体原子赝自旋的条件自旋压缩态。我们推断，对于由不相关原子组成的相干自旋态，相对于标准量子极限，量子相位估计有3.4（6）dB的改进。测量到的集体自旋是由限制在低精细度F = 710光学腔中的近10^6个Rb-87原子的两能级时钟态组成的。该技术可以提高原子传感器精度和/或带宽，并且可以导致基础物理学的更精确的测试。
2011-03-02 physics.atom-ph quant-ph
Backaction noise produced via cavity-aided nondemolition measurement of an atomic clock state
我们用量子非破坏测量方法研究了高精细度光学腔中原子系综的集体赝自旋。我们分析了测量过程中产生的反作用反压缩，表明我们的方案可以在原子系综中产生条件自旋压缩。
2008-10-22 quant-ph
Spin Squeezing and Quantum Correlations
近年来，由于多原子态在高精度原子钟、原子干涉测量、量子精密测量和量子信息协议等方面的应用前景，使得多原子态的产生、操纵、表征和量化都取得了革命性的进展。在非经典原子关联的表征和量化中，出现了自旋压缩和量子纠缠两个概念。自旋压缩起源于原子集体角动量算符之间的测不准关系，而纠缠则是多粒子希尔伯特空间中由于叠加而产生的一种特殊现象。本文概述了自旋压缩的不同定量度量，并讨论了多量子比特系统中自旋压缩与量子纠缠的内在联系。
2010-12-31 quant-ph
Unitary reformulation of the thermofield double state and limits of cyclic multi-mode squeezing
本研究分析湮灭条件定义的压缩真空态结构，实现热场双重态的幺正重构以解决非幺正佯谬，同时证明循环多模压缩仅N=2存在非平凡解，N>2无归一化解，约束多区域量子场论的多体纠缠推广。
2025-07-30 hep-th quant-ph
Orientation-Dependent Entanglement Lifetime in a Squeezed Atomic Clock
实验研究了原子钟中一类特殊的纠缠态--压缩自旋态的寿命。在各向异性噪声的存在下，它们的寿命强烈依赖于压缩取向。我们测量了相位压缩输入态下时钟的Allan偏差谱。对于高达50 s的积分时间，压缩时钟实现给定的精度比在标准量子极限下操作的时钟快2.8（3）倍。
2010-04-10 quant-ph
Spin Squeezing by Rydberg Dressing in an Array of Atomic Ensembles
本研究利用里德堡修饰技术结合频闪修饰序列，在铯原子系综阵列中实现可控自旋压缩，获得低于标准量子极限的相位方差，可用于提升原子钟基础检验精度与电磁场量子成像性能。
2023-08-23 physics.atom-ph quant-ph
Unitary-transformed projective squeezing: applications for circuit-knitting and state-preparation of non-Gaussian states
The University of Tokyo（东京大学）；NTT Corporation（日本电信电话株式会社）；Chuo University（中央大学）
本文提出了一种基于单元变换的压缩态投影方法，用于模拟更大规模的量子设备并制备高非线性非高斯态，同时抑制光子损失误差的影响。
2026-01-05 quant-ph
Clocking the Quantum Sojourn Time: Spurious Scatterings and Correction to the Larmor Clock
我们在量子钟的背景下重新审视量子力学逗留时间的概念，以询问是否可以在不影响波动动力学的情况下对逗留时间进行计时。在认识到，积极的条件逗留时间是不能确保即使在物理上共同进化的时钟机制的情况下，我们追溯其起源的非平凡的无意散射所产生的差异，但弱，所产生的非常时钟的潜力。具体来说，我们的调查集中在拉莫尔自旋旋转为基础的酉时钟，这些非物理的贡献已经实现了缓解校正的数学装置提取逗留时间。得到了基于自旋进动和基于自旋进动的两种方案的修正。这样得到的逗留时间被发现有适当的高，低能量的限制，原来是正定的任意潜在的。这里提供的方案是通用的，呼吁等同于酉以及非酉时钟的时钟诱导的扰动耦合到系统的哈密顿量。
2021-06-29 quant-ph
Optical estimation of unitary Gaussian processes without phase reference using Fock states
由于一般高斯过程是相位敏感的，因此需要稳定的相位基准来利用此特性。当由于被测样品的挥发性或测量的技术限制而缺少参考时，所产生的过程在相位上看起来是随机的。在此条件下，我们考虑两个单模高斯过程：位移和压缩。我们表明，这两个可以有效地估计使用光子数态和光子数分辨探测器。对于位移和压缩的单独估计，即使对于估计参数的任意小值和在实际损失下，数百个探针的系综的实际估计误差也可以使Cramér-Rao界饱和。利用Fock态进行位移估计，在能量等效和最优观测的条件下，总是优于利用高斯态进行位移估计。对于压缩的估计，Fock态优于高斯方法，但只有当它们的能量足够大时。最后，我们证明了Fock态也可以用来同时估计位移和压缩。
2020-12-22 quant-ph
Entanglement-assisted atomic clock beyond the projection noise limit
我们使用量子非破坏测量产生自旋压缩态，并在10^5个冷铯原子云中产生纠缠，并首次在原理验证实验中运行通过自旋压缩超过投影噪声极限而改进的原子钟。对于10 μ \s的时钟询问时间，实验表明与原子投影噪声极限相比，信噪比提高了1.1 dB。
2010-03-21 quant-ph
Mesoscopic atomic entanglement for precision measurements beyond the standard quantum limit
利用纠缠压缩量子涨落是量子信息科学和精密测量领域的一个公认目标。特别是，通过二能级原子之间的纠缠压缩涨落可以提高传感，时钟，计量学和光谱学的精度。在这里，我们通过原子钟水平上的量子非破坏（QND）测量，证明了~ 10^5冷铯原子的3.4 dB的度量相关压缩和纠缠。我们证明了存在一个最佳程度的退相干诱导的量子测量，最大限度地提高所产生的纠缠。本文中使用的双色QND方案示出了具有许多优势的纠缠产生相比，一个单一的颜色QND测量。
2009-05-28 quant-ph
Noise-resistant optimal spin squeezing via quantum control
纠缠原子态，如自旋压缩态，代表了新一代量子传感器和原子钟的一个有前途的资源。我们证明，最优控制技术可以用来大大提高自旋压缩的程度在强相互作用的多体系统，即使在存在噪声和缺陷。具体来说，我们提出了一个协议，是强大的噪声优于传统的方法。潜在的实验实施进行了讨论。
2015-06-08 cond-mat.other quant-ph
Observing spin-squeezed states under spin-exchange collisions for a second
利用芯片上的囚禁原子钟平台，观测到超冷铷原子自旋压缩态在长达1秒时间尺度上的演化，并发现自旋交换相互作用增强腔自旋测量的效应，为压缩增强原子钟开辟前景。
2023-05-10 quant-ph
Conditions for Unitarity in Timeless Quantum Theory
School of Physics and Astronomy, Tel-Aviv University（特拉维夫大学物理与天文学学院）；Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室）
本文推导了无时量子框架下相对动力学为幺正的充要条件，并给出了幺正演化算符的一般形式，从时钟速率角度解释了这些条件的物理意义。
2026-08-21 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
Continuous-variable phase-estimation with unitary and random linear disturbance
我们解决的问题，连续变量的量子相位估计的线性扰动的存在下，在哈密顿水平上，通过高斯探测态。特别是我们讨论酉和随机扰动，通过考虑参数的特点是不需要的线性项存在于固定的（酉扰动）或随机给定的概率分布（随机扰动）的哈密顿量。我们导出了固定能量下的最佳输入高斯态，使量子费舍尔信息在压缩角和压缩能量分数上最大化，并讨论了量子费舍尔信息随输出光子数$n_{out}$的变化.我们观察到，在幺正扰动的情况下，最优态是压缩真空态，且二次标度守恒。对于随机扰动，我们观察到最佳压缩分数可能不等于1，并且，对于任何非零值的噪声参数，量子费舍尔信息与平均光子数成线性比例。最后，我们讨论了零差测量的性能，比较了可实现的精度与量子Cramér-Rao界所带来的极限。
2014-07-27 quant-ph
Entanglement and Extreme Spin Squeezing
对于自旋矢量的任意一个carnival分量的平均值，我们确定任何正交分量中可能的最小不确定性。相应的状态对于光谱学和原子钟是最佳的。结果表明，不同自旋J的结果可以用来识别纠缠和量化多粒子系统的纠缠深度。利用本文提出的方法，对粒子系综的集体自旋测量可以作为多粒子纠缠的实验证明
2001-03-16 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 low phase noise microwave source for atomic spin squeezing experiments in 87Rb
我们描述和表征一个简单的，低成本的，低相位噪声的微波源，工作频率接近6.800 GHz的敏捷，相干操作的合奏87 Rb。低相位噪声是通过使用非线性传输线将低相位噪声100 MHz晶振直接倍频至6.8 GHz，并使用定制带通滤波器对输出进行滤波来实现的。固定频率信号是单边带调制的直接数字合成频率源，以提供所需的相位，幅度和频率控制。调制前，在偏离载波频率10 kHz至1 MHz的范围内，源的单边带相位噪声接近-140 dBc/Hz，调制后为-130 dBc/Hz。在对7x10^5个87 Rb原子系综的时钟跃迁进行量子非破坏性测量时，估计由此产生的源贡献的自旋噪声方差比量子投影噪声水平低16 dB。
2012-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Analysis of spin-squeezing generation in cavity-coupled atomic ensembles with continuous measurements
本文分析腔耦合原子系综在连续测量下产生自旋压缩的机制，发现无反馈时标度为N^{-2/3}，需考虑布洛赫球曲率，并讨论了其在光学钟中的应用。
2024-05-29 physics.atom-ph quant-ph
Squeezing the angular momentum of an ensemble of complex multi-level atoms
集体原子自旋的压缩已经被证明可以提高原子钟和磁力计的灵敏度，使其水平大大低于标准量子极限。在大多数情况下，所需的原子-原子纠缠已经通过与量子化探测场的色散相互作用或通过量子气体中的状态依赖碰撞产生。这种实验通常使用复杂的多级原子，如Rb或Cs，相关的相互作用设计，使原子的行为像伪自旋$1/2$粒子。我们证明了自旋压缩的可行性集体自旋组成的物理角动量的$\sim 10^6$铯原子，每个内部自旋4超精细状态。通过色散量子非破坏（QND）测量的量子反作用产生了$\gtrsim -5$ dB的峰值压缩，使用双色光学探针，在不牺牲测量强度的情况下最大限度地减少张量光位移。其他重要的发展包括成功应用复合脉冲技术，通过对最先进的磁屏蔽内的背景磁场进行宽带抑制，对集体自旋进行精确的动态控制。由于没有经典噪声，我们可以将观测到的量子投影噪声和压缩与一个理论模型进行比较，该模型既能正确解释相关的原子物理学，又能正确解释集体自旋的空间模式，从而找到了良好的定量一致性，从而验证了它在其他背景下的应用。因此，我们的工作为量子反馈、确定性压缩、闭环磁力测量和基于连续QND测量和反馈的新型量子模拟的实验奠定了基础。
2020-10-09 physics.atom-ph quant-ph
Implementation of Cavity Squeezing of a Collective Atomic Spin
利用铷-87原子与驱动光腔的相互作用，对激光冷却的铷-87原子稀系综的集体自旋进行了无条件压缩。由此产生的自旋不确定性区域的形状和大小可以通过一个简单的分析模型很好地描述[M.H.S.，身份证，V.V.，arXiv：0911.3936]通过两个数量级的有效相互作用强度，没有自由参数。我们确定性地产生的规范铷-87超精细时钟跃迁的度量相关的自旋压缩高达5.6（6）dB的状态。
2010-02-03 quant-ph
One- and two-axis squeezing of atomic ensembles in optical cavities
光腔中强的光-物质耦合使原子系综产生高压缩态成为可能。在[Phys.Rev.A66，022314（2002）]中示出了如何在腔设置中实现有效的单轴扭转哈密顿量。在这里，我们扩展这项工作，并显示如何有效的双轴扭转哈密顿可以实现在一个类似的腔设置。我们比较这两种方案，以表征其优势。在没有退相干的情况下，双轴哈密顿量比单轴哈密顿量导致更多的压缩。如果受限于自发发射和腔衰减的退相干，我们发现两个方案的压缩水平大致相同，标度为（NC）^（1/2），其中C是单原子的协同性，N是原子的总数。当与理想压缩操作相比时，我们发现，对于特定的初始状态，耗散版本的单轴计划比酉单轴计划或双轴计划获得更高的保真度。然而，酉单轴和双轴方案表现更好的一般初始状态。
2017-06-06 quant-ph
Experimental speedup of quantum dynamics through squeezing
本文在单个囚禁 $^{25}$Mg$^{+}$ 离子上实验验证幺正压缩协议可增强量子谐振子相关相互作用，且无需预知哈密顿量参数或相位关系。
2023-04-11 physics.atom-ph quant-ph
Clock precision beyond the Standard Quantum Limit at $10^{-18}$ level
本文利用腔基量子非破坏测量制备约3万个锶原子的自旋压缩系综，在61 ms探测下实现超越标准量子极限2.0(2) dB的改进，达到1.1×10^{-18}分数频率精度，建立了迄今最精确的纠缠增强时钟。
2025-05-07 physics.atom-ph quant-ph
Bell non-locality in two-mode Gaussian states revealed via local squeezing
本文通过引入局域压缩操作扩展可观测量，使得双模高斯态能够违反CHSH贝尔不等式，从而揭示其非局域性，并证明该方法适用于广泛的纯态和混合态。
2023-11-13 quant-ph
Enhanced squeezing of a collective spin via control of its qudit subsystems
量子阱的幺正控制可以改善原子系综的集体自旋压缩。将原子置于磁化强度有大的量子涨落的状态，会加强法拉第相互作用的纠缠。由此产生的原子间纠缠的增加可以转化为计量学上有用的自旋压缩。进一步的控制可以在不损害纠缠的情况下挤压内部原子自旋，从而在集体压缩中提供总体倍增因子。我们模拟了光抽运效应，并研究了增强纠缠和退相干之间的权衡。对于实际参数，我们看到约10 dB的改进。
2012-10-24 quant-ph
Classification of Spin-Nematic Squeezing in Spin-1 Collective Atomic Systems
在自旋为1的集体原子系统中，自旋和向列张量算符构成su（3）李代数，其su（2）子代数给出两类不同的压缩，它们幺正等价于自旋压缩和自旋-向列压缩.我们明确地构造了一个幺正算符，它可以从任意的Fock态产生任意的压缩自旋纠缠态。特别地，我们证明了压缩自旋态可以从极性态产生，压缩自旋极化体可以从完全自旋极化态产生。
2013-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Improving Quantum Clocks via Semidefinite Programming
现代量子逻辑时钟的精度已经超过了标准原子喷泉钟。这些时钟还提供了更大程度的控制，因为在时钟查询之前和之后，我们能够应用所选择的酉运算和测量。在这里，我们利用这些选择，并提出了一种数值技术，旨在提高这些时钟的精度。我们使用一个贪婪的方法，最大限度地减少一个嘈杂的经典振荡器的相位方差相对于一个完美的频率标准的询问步骤后，我们不优化连续的询问或探测时间。我们考虑任意的先验频率知识和比较时钟与不同数量的离子和查询交错与单一控制。我们的技术是基于量子查询复杂性的半定规划公式，一种首先在推导算法下限的背景下开发的方法。半定规划的应用程序的一个固有的连续的问题，如这里考虑需要离散化，我们推导出的错误的界限，并表明，它可以适当地小。
2011-07-26 quant-ph
Quantum signatures of proper time in optical ion clocks
Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本文研究了光学离子钟中量子时间效应，通过哈密顿形式推导了谐振子中时间膨胀效应，并展示了真空能量、压缩和量子修正对二次多普勒移位的影响，证明了量子时间干涉测量的可能性。
2026-04-20 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Protecting and Enhancing Spin Squeezing via Continuous Dynamical Decoupling
实现高保真度的量子操作是一个双任务量子控制问题，其中消相干被抑制，并且期望的幺正演化被执行。动态退耦（DD）的方法来抑制退相干已经取得了丰硕的成果，但合成DD领域与某些量子控制领域可能是实验上的要求。在自旋压缩的背景下，在这里，我们探讨了一个不可预见的可能性，连续DD场可能同时具有双重目的。特别是，它表明，一个相当简单的配置DD场可以抑制集体退相干和产生1/N缩放的压缩性能（N是自旋的数量），从而使自旋压缩更强大的噪音和更接近所谓的海森堡极限。理论预测应该在当前自旋压缩实验的范围内。
2012-03-21 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
Stochastic Mean-field Theory for Conditional Spin Squeezing by Homodyne Probing of Atom-Cavity Photon Dressed States
Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Institut（研究所）
本文提出一种随机均场理论用于研究强耦合光学腔体中大量三能级原子的条件量子自旋压缩，通过模拟验证其有效性，并拓展至更多量子测量效应研究。
2026-02-12 quant-ph
Two Mode Quantum Systems: Invariant Classification of Squeezing Transformations and Squeezed States
基于四维实辛群$Sp(4,\Re)\/$，给出了双模系统压缩变换的一般分析。在这个群的酉元表示的框架内，紧光子数守恒和非紧光子数非守恒压缩变换之间的区别。我们利用$Sp(4,\Re)-SO(3,2)\/$局部同构和$U(2)\/$不变压缩准则将所有压缩变换的集合划分为一个两个参数的不同等价类族，并为每个类选择代表元素。熟悉的双模压缩变换在文献中被确认在我们的框架，并看到形成一组测量零。给出了压缩相干态和压缩热态的例子。需要扩展的外差检测方案，以涵盖所有的$U(2)\/$强调，和已知的实验情况下，所有的$U(2)\/$元素可以被复制的简要说明。
1994-12-31 quant-ph
Improved absolute clock stability by the joint interrogation of two atomic states
提高时钟稳定度对量子增强计量学的发展具有重要意义。其中一个主要的限制来自随机波动的本地振荡器（LO）频率，其在长询问时间内引入“相位滑移”，并因此导致频率反馈环路的故障。在这里，我们提出了一种策略，以提高原子钟的稳定性，通过询问两个异相态共享相同的LO。虽然标准Ramsey询问只能在间隔$[-π/2,π/2]$中明确地确定相位，但是联合询问允许对$[-π,π]$的扩展，从而导致Ramsey时间的宽松限制和绝对时钟稳定性的改善。理论预测支持从头算数值模拟的白色和相关的LO噪声。虽然我们的基本协议使用不相关的原子，但我们进一步扩展了它，包括自旋压缩，并进一步提高了原子数量对时钟稳定性的影响。我们的协议可以很容易地在当前国家的最先进的实验进行测试。
2021-04-29 quant-ph
Squeezing Enhancement in Lossy Multi-Path Atom Interferometers
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）
本文通过引入广义输入-输出形式，研究了在包含速度选择性和散射损耗的多路径原子干涉仪中，利用自旋压缩态（特别是单轴扭曲态）提升相位灵敏度的方法，并展示了在优化布拉格分束器参数和压缩度后，即使存在实际损耗也能超越标准量子极限数分贝，同时指出了有限温度对纠缠优势的挑战。
2026-06-12 physics.atom-ph quant-ph
