Ramsey interferometry with ultracold atoms
研究了非共振情况下超冷二能级原子通过两个分离激光场的情形。我们表明,原子量子化运动的影响显着改变的干涉条纹的行为相比,这种光学拉姆齐干涉仪的半经典描述。利用双通道递推关系,我们可以用单激光散射振幅表示双激光散射振幅,并给出明确的解析结果。当考虑越来越慢的原子时,系统的传输概率从干涉行为到散射共振占主导地位的制度发生了很大的变化。这可以理解为在弱场或强场极限中主导总体传输概率的不同轨迹族。
2006-02-02 quant-ph
Multi-parameter estimation with multi-mode Ramsey interferometry
同时估计多个参数对测量科学和应用具有重要意义。对于单个参数,原子Ramsey干涉术(或等效的光学Mach-Zehnder干涉术)能够使用未纠缠的探测态作为输入来提供标准量子极限(SQL)处的精度。在这样的干涉仪中,由幺正变换$U$表示的第一分束器生成量子相位感测叠加态,而第二分束器$U^{-1}$重组相位编码路径以根据布居测量实现干涉感测。我们证明了这样的干涉方案可以直接推广到估计的多个参数(与交换发电机)的SQL精度使用多模非纠缠态,如果(但不是当且仅当)$U$是正交的,即只有实矩阵元素的酉变换。我们表明,这样的$U$总是可以构建一个简单的和可扩展的方式实验。考虑了粒子数涨落和探测噪声对多模干涉测量的影响。我们的研究结果提供了一个简单的解决方案,估计多个参数对应的相互交换发电机。
2020-04-08 quant-ph
Optimal Ramsey interferometry with echo protocols based on one-axis twisting
该研究提出含两次单轴扭转操作的广义Ramsey变分协议框架,优化相关参数后可在几乎所有初始扭转强度下达到量子Fisher信息设定的灵敏度极限,为这类Ramsey回波协议提供了统一框架。
2023-10-27 quant-ph
Adiabatic Ramsey Interferometry for Measuring Weak Nonlinearities with Super-Heisenberg Precision
St. Kliment Ohridski University of Sofia(索非亚克利门特奥赫里德斯基大学)
本文提出一种绝热Ramsey干涉技术,利用囚禁离子检测弱非线性项,通过量子Rabi模型探测非线性对称破缺扰动,利用自旋态概率估计耦合,实现超海森堡精度,无需特定纠缠态制备。
2026-03-31 quant-ph
Optomechanical Ramsey Interferometry
本文采用Ramsey的分离振荡场方法研究光机械谐振腔中力学系统的相干性。在发射光场中,当两个脉冲在时间上分开时,观察到高分辨率的Ramsey条纹。我们发展了一个理论来描述拉姆齐条纹下的瞬态光机行为。我们还使用石英微谐振器进行了实验演示。该方法具有通用性,可用于不同类型的机械谐振器、机电谐振器。
2014-08-22 physics.optics quant-ph
Ramsey interferometry with arbitrary coherent-population-trapping pulse sequence
本文从理论上推导了任意时间相关失谐脉冲序列下多脉冲CPT-拉姆齐干涉测量的通用解析公式,并定量分析了脉冲参数对常见对称与反对称光谱方案的影响,为提升原子钟性能提供实验设计指导。
2023-03-13 physics.atom-ph quant-ph
A Highly Sensitive Diamond NV Magnetometer Using Ramsey Interferometry with a Short Sensor-to-Sample Distance
Institute of Science Tokyo(东京科学大学);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);University of Tsukuba(筑波大学);National Institutes for Quantum Science and Technology(国立量子科学技术研究院);Tohoku University(东北大学);DENSO CORPORATION(电装株式会社)
本文提出一种基于 Ramsey 干涉的高灵敏度钻石 NV 磁强计,通过光陷阱钻石波导技术实现高光子转换效率,同时获得高灵敏度和低温度升高,适用于生物磁学应用。
2026-03-14 quant-ph
Ramsey Interferometry based on stimulated Brillouin scattering
实现高灵敏度的干涉测量对于精确观测量子特性至关重要。本文研究了回音壁谐振腔中的两种Ramsey干涉条纹,其中相干声子可以通过受激布里渊散射实现自由演化。这两种不同的条纹分别出现在旋转波近似(RWA)和反RWA的制度。我们的工作特别表明,反RWA Ramsey干涉采取了一些量子特性的压缩,这增强了条纹的强度和可见性,并显示出对系统的衰减的鲁棒性。在应用上,我们的建议,与目前的实验室技术可行,提供了一个实用的想法,建立更好的量子干涉仪。
2018-03-09 physics.optics quant-ph
Time-domain Ramsey interferometry with interacting Rydberg atoms
本文从理论上研究了强相互作用里德伯原子气体在时域Ramsey干涉仪下的动力学行为。多体动力学由具有可调强度的长程相互作用的伊辛型哈密顿量控制。我们分析和建模的对比度退化和相位积累的拉姆齐信号,并确定不同的询问时间,合奏密度和合奏维数的标度律。
2016-11-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atomic Ramsey interferometry with S- and D-band in a triangular optical lattice
拉姆齐干涉仪在科学和工程中有着广泛的应用。与传统的基于内量子态的干涉仪相比,外量子态干涉仪在量子模拟和精密测量等应用中具有优势。本文首次发展了三角形光晶格S带和D带Bloch态的Ramsey干涉术。在二维耦合晶格中实现这种干涉仪的关键是采用快捷方法构造$π/2$脉冲。我们观察到了清晰的拉姆齐条纹,并分析了条纹的退相干机制。此外,我们设计了一个回波$π$脉冲之间的S-和D-波段,这显着提高了相干时间。这种耦合晶格中的Ramsey干涉仪在拓扑物理的量子模拟、阻挫效应和运动量子比特操纵等方面有潜在的应用。
2022-11-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ramsey interferometry as a witness of acceleration radiation
我们采用一个典型的拉姆齐干涉仪插入一个直线加速器能够加速一个原子内的单模腔。我们证明,这个简单的方案使我们能够通过干涉测量可见度来估计加速辐射的影响。通过使用里德伯类原子,我们的研究结果表明,对于GHz的数量级和1 ns的相互作用时间的过渡制度,可以观察到的加速辐射效应的加速度低至$10^{17}$ m/s $^2$。
2020-08-04 hep-th quant-ph
Symmetry-protected many-body Ramsey spectroscopy: precision scaling and robustness
本文提出对称性保护的破坏性多体拉姆齐干涉测量,利用自旋猫态和匹配对称性,使测量精度接近海森堡极限,并系统分析其对噪声和实验不完美性的鲁棒性。
2025-09-10 quant-ph
Test of Causal Non-Linear Quantum Mechanics by Ramsey Interferometry on the Vibrational Mode of a Trapped Ion
针对因果非线性量子力学难以通过常规光谱学检验的问题,利用谐势阱中$^{40}$Ca$^+$离子振动模式的叠加态,通过Ramsey干涉测量对因果非线性扰动的无量纲标度因子设定了严格上限。
2022-06-26 quant-ph
Real-Time Ramsey Interferometry in Fractional Quantum Hall States
利用Ramsey干涉法研究了分数阶准粒子在量子Hall态中的含时动力学相位。Ramsey双脉冲电压调制在量子点接触的电流噪声中产生一个干扰项,该干扰项随动态相位振荡。我们表明,干涉图样探测的格林函数的分数准粒子在时域和揭示分数电荷。我们解决的情况下,一个点状的隧道结和动量分辨隧穿的情况下,也提供了信息,这些准粒子沿边缘传播的速度。对于5/2分数量子霍尔情况,拉姆齐信号可以区分Pfronan态和反Pfronan态。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Free Nano-Object Ramsey Interferometry for Large Quantum Superpositions
我们提出了一个干涉计划的基础上,一个未被困的纳米物体受到重力。质心的运动(c.m.)的自由物体的磁耦合到它的内部自旋系统,和自由飞行计划的基础上发展的相干自旋控制。测试对象的波包,在自旋相关的力,然后可以离域到宏观尺度。重力引起的动力学相位(只在自旋状态上产生,并通过拉姆齐方案测量)用于揭示在我们的方案期间出现的自旋纳米物体复合系统的上述空间离域叠加。我们发现一个显着的免疫力的运动噪声在c.m.(最初处于具有适度冷却的热状态),以及方案本身的动态解耦性质。它们一起确保了所产生的拉姆齐条纹的高可见度。我们的计划的质量独立性,使其可行的纳米对象从一个高质量的变化合奏选择。考虑到这些优点,对于$10^9$ amu的大质量物体,具有$100$ nm空间间隔的量子叠加是实验上可实现的,提供了测试量子理论的假设修改(例如连续自发局域化)的途径。
2016-07-11 quant-ph
Quantum Variational Optimization of Ramsey Interferometry and Atomic Clocks
我们讨论了量子变分优化的Ramsey干涉与$N$纠缠原子系综,和它的应用原子钟的基础上的贝叶斯方法的相位估计。我们确定最佳的输入状态和广义测量的变分近似为相应的纠缠和解码量子线路。这些电路是根据特定传感器平台可用的基本量子操作构建的,例如单轴扭曲或有限范围相互作用。优化定义相对于成本函数,这在本研究中是贝叶斯均方误差的估计相位为一个给定的先验分布,即我们优化的干涉仪的有限动态范围。在光学原子钟的类似变分优化中,我们使用给定Ramsey询问时间的Allan偏差作为长期不稳定性的相关代价函数。值得注意的是,即使是低深度的量子线路也能产生非常接近最佳拉姆齐干涉法和原子钟的基本量子极限的优异结果。这里所确定的量子周期表方案很容易应用于基于光晶格、镊子阵列或捕获离子的原子钟。
2021-10-14 physics.atom-ph quant-ph
Ramsey interferometry of non-Hermitian quantum impurities
我们介绍了一个拉姆齐脉冲方案,提取非厄米哈密顿量与任意Lindblad动态。我们提出了一个realted协议,通过干涉测量的一般状态的广义Loschirton回声随时间的非厄米哈密顿量本身的演变,我们将该计划应用到一维弱相互作用玻色气体耦合到一个随机原子杂质。将Loschirton回波映射成泛函积分,计算了任意杂质强度下的长时间散肩动力学。对于强耗散,我们揭示了量子多体芝诺效应的现象学:由杂质自能引起的退相干指数的校正变得纯粹是虚的,与小耗散的情况相反,它们反而增强了量子相干性的衰减。我们的结果说明了利用Ramsey干涉术研究凝聚态和冷原子系统中耗散量子杂质的实验前景。
2020-07-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Echo-Ramsey Interferometry with Motional Quantum States
利用内部电子或核态的拉姆齐干涉仪(RI)在科学和工程中有着广泛的应用。我们利用光晶格的S带和D带发展了一种用于运动量子态的物质波Ramsey干涉仪,并确定了不同的退相和去相干机制。我们实现了一个带回波技术,采用重复的$π$脉冲。这抑制了退相演化,并将运动态干涉仪的相干时间显著增加了一个数量级。我们确定的主要机制为剩余的衰变对比度的热波动。我们在光晶格中演示了具有运动量子态的回波-Ramsey干涉仪,这在量子多体晶格动力学和运动量子比特操纵的研究中具有潜在的应用。
2017-12-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Noncyclic geometric phase in three-level Ramsey interferometry for enhanced metrology
Joint Quantum Institute, University of Maryland and National Institute of Standards and Technology(马里兰大学与美国国家标准与技术研究院联合量子研究所)
提出三能级拉姆齐干涉仪,利用非循环几何相位响应增强相位传感,通过投影内路径干涉改变相位映射,在测地线闭合转变附近实现小信号相位放大,并分析增益-可见度权衡及信噪比增益窗口。
2026-07-13 physics.atom-ph quant-ph
Geometric Ramsey Interferometry with a Tripod Scheme
该研究提出基于超冷锶原子共振三脚架方案的几何Ramsey干涉术,通过几何操控量子态消除相互作用时间依赖性,利用暗态子空间几何标量项实现相位积累,为多端口鲁棒干涉仪研发奠定基础。
2024-05-16 physics.atom-ph quant-ph
Quantum projection noise limited interferometry with coherent atoms in a Ramsey type setup
在两能级系统的非关联系综中,对粒子数的每一次测量都受到所谓的量子投影噪声极限的限制。在这里,我们提出了量子投影噪声限制性能的拉姆齐型干涉仪使用自由传播的相干原子。实验装置是基于一个电光调制器在一个固有的稳定Sagnac干涉仪,光学耦合的两个干涉原子状态通过双光子拉曼跃迁。超越量子投影噪声极限需要使用降低的量子不确定性(压缩)态。所描述的实验演示了原子干涉在基本的噪声水平,并允许原子激光器中可能的压缩效应的观察,可能导致原子干涉仪的灵敏度提高。
2010-04-27 physics.atom-ph quant-ph
A Quantum Rosetta Stone for Interferometry
海森堡限制测量协议可以用于获得比经典协议更高的测量精度。这样的测量可以使用例如,光学马赫-曾德尔干涉仪和拉姆齐分光镜。我们解决的马赫-曾德尔干涉仪,拉姆齐分光镜,和离散傅里叶变换之间的形式等价。基于这种等价性,我们引入了“量子罗塞塔石”,我们描述了一个投影测量方案,用于生成干涉输入状态之间的所需相关性,以实现海森堡有限的灵敏度。罗塞塔石碑告诉我们,同样的方法也适用于原子光谱学。
2002-04-09 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
Temporal-mode-selective optical Ramsey interferometry via cascaded frequency conversion
时间模(TM)是光状态下量子信息存储和检索的新基础。完整的TM操作工具包需要一个实用的量子脉冲门(QPG),这是一种将光输入场的任何给定TM分量统一映射到不同的、容易分离的子空间或自由度上的设备。理想的QPG必须以单位效率“分离”所选TM分量,同时避免正交TM的串扰。在脉冲泵浦行波系统中实现QPG的所有尝试都无法同时满足这两个条件。这是由于在依赖于以独立群速度行进的脉冲模式之间的时空局部非线性相互作用的过程中的已知选择性限制。这种限制是量子动力学演化中的时间排序的结果,这被预测为通过相干级联多个低效率但高度TM歧视的QPG级来克服。非线性波导中的多级干涉量子频率转换正是为此目的而首次提出的。TM-非选择性级联频率转换,也称为光学拉姆齐干涉术,最近已被证明与连续波(CW)领域。在这里,我们提出了第一个实验演示TM选择性光学拉姆齐干涉,并显示了显着增强TM的选择性单级计划。
2017-10-18 physics.optics quant-ph
Non-relativistic limit in the 2+1 Dirac Oscillator: A Ramsey Interferometry Effect
本文研究了相对论量子力学中的一个典范模型--二维Dirac振子的非相对论极限。值得注意的是,我们发现了一种新的Zitterbewegung坚持在这个非相对论制度,并导致可观察到的变形的粒子轨道。这种效应可以用拉姆齐干涉现象来解释,从而使相对论量子力学和量子光学之间有了深刻的联系。此外,随后对非相对论性极限的修正,解释了通常的自旋-轨道Zitterbewegung,可以用马赫-曾德尔干涉仪来清楚地理解。
2008-03-28 cond-mat.other hep-th quant-ph
Probing real-space and time resolved correlation functions with many-body Ramsey interferometry
我们建议使用Ramsey干涉术和单站点addressability,可在合成物质,如冷原子或囚禁离子,测量实时空间和时间分辨的自旋关联函数。这些关联函数直接探测系统的激发,这使得有可能表征潜在的多体状态。此外,它们包含有价值的信息,相变,他们表现出标度不变性。我们还讨论了实验的不完善之处,并表明自旋回波协议可以用来取消缓慢的波动在磁场。我们明确地考虑二维,反铁磁海森堡模型和一维,长程横场伊辛模型的例子来说明的技术。
2013-10-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Hyper Ramsey-Bordé matter-wave interferometry for robust quantum sensors
使用超窄光学时钟跃迁和复合脉冲的新一代原子传感器正在将量子工程控制推向应用和基础物理的非常高的精度水平。在这里,我们提出了一个新版本的拉姆齐-Bordé干涉术引入任意复合激光脉冲与定制的脉冲宽度,拉比场,失谐和相位步骤。我们探索量子精密测量学的分数精度以下的$10^{-18}$水平的光激发参数的微调控制,保护超窄的光学时钟转换对残余光移耦合到激光探测场波动。我们提出,第一次,强大的超拉姆齐-Bordé和马赫-曾德尔干涉仪,在那里我们保护波包的干扰对失真的频率或相位测量相关的残余多普勒效应和光的变化耦合到脉冲面积误差的新发展。具有复合脉冲和超冷源的量子物质波传感器将提供对引起相移的惯性效应的更高精度的检测,以产生超鲁棒的光学时钟和改进基础物理学的测试,实现以非常高的灵敏度跟踪时空引力波的新型原子干涉仪。
2022-02-13 physics.atom-ph quant-ph
Ramsey interferometry with a two-level Tonks-Girardeau gas
我们提出了一个推广的Tonks-Girardeau模型,它描述了一个相干气体的冷两级玻色子与两个外部领域的拉姆齐干涉仪。它们之间也通过接触碰撞相互作用,交换动量和内部状态。我们研究了相应的拉姆齐条纹和量子投影噪声,基本上不受相互作用的影响,仍然是理想玻色子。这种气体的对偶系统是一种理想气体,由二能级费米子通过与分离场的相互作用耦合而成,它产生同样的条纹和噪声涨落。研究了时间分离场和空间分离场的情形。对于空间分离的场,增加粒子数可以使条纹稍宽一些,但这只适用于粒子数很大的情况,而粒子数与目前用Tonks-Girardeau气体进行的实验相差甚远。在确定原子跃迁频率的不确定性减少,基本上与粒子数的倒数根。
2007-05-25 cond-mat.other quant-ph
Ramsey interferometry with a spin embedded in a Coulomb chain
我们表明,库仑晶体的统计特性可以通过一个标准的干涉程序进行测量的链中的一个离子的自旋。由离子的两个内部能级构成的离子自旋通过光子吸收引起的空间位移耦合到晶体模式。干涉信号中的对比度损失允许测量晶体可观测量的自相关函数。在接近临界点时,链经历二阶相变而变成锯齿形结构,信号给出了临界点处的关联函数的行为。
2008-10-21 cond-mat.other quant-ph
Robust Diamond Quantum Sensing in Double-Quantum 4-Ramsey Interferometry by Dual-Feedback Scheme
Institute of Science Tokyo(科学技术研究所);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);University of Tsukuba(筑波大学);National Institutes for Quantum Science and Technology : QST(量子科学技术研究开发机构);Tohoku University(东北大学)
本研究提出双反馈方案补偿双量子4-Ramsey干涉仪中的频率偏移,实现长期稳定的金刚石量子磁力计,灵敏度达7.0 pT/Hz^1/2,噪声底64 fT/Hz^1/2,适用于微弱生物磁信号检测。
2026-10-06 quant-ph
Spectator-transition crosstalk in a spin-3/2 silicon-vacancy qudit in silicon carbide revealed by broadband Ramsey interferometry
Gwangju Institute of Science and Technology(光州科学技术院);Linköping University(林雪平大学);National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)(国立量子科学和技术研究院);Tohoku University(东北大学);Korea Multi-purpose Accelerator Complex, Korea Atomic Energy Research Institute(韩国多功能加速器装置,韩国原子能研究所)
利用宽带拉姆齐干涉测量,揭示了4H-SiC中硅空位量子位的旁观者跃迁串扰,并建立了确定性六分支结构模型,为多能级控制提供了实用框架。
2026-10-14 quant-ph
Ramsey interferometry of Rydberg ensembles inside microwave cavities
我们研究了里德伯原子系综在一个受限的电磁环境,如由微波腔。标准自由空间伊辛型和腔介导的相互作用之间的竞争导致出现不同的制度,其中粒子-粒子耦合范围从典型的范德华$r^{-6}$行为到$r^{-3}$和$r$ -独立性。我们应用拉姆齐光谱技术映射到一个特征信号,如强度和对比度衰减曲线的两体相互作用。与之前需要高密度以获得相当大的对比度和相位衰减的治疗相反,空腔方案可以在低得多的密度下表现出类似的行为。
2018-06-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ramsey Interferometry in Wigner-Majorana Qudits
Sofia University(索非亚大学);Sorbonne Université(索邦大学)
研究基于维格纳-马约拉纳自旋-j动力学的单量子位扩展用于拉姆齐干涉测量,通过特定相互作用实现中心条纹压缩等增强效果,还探讨了对噪声的鲁棒性及分辨率-对比度权衡,WM三量子位是固定τ时增强拉姆齐光谱学的实用点。
2026-07-08 quant-ph
Generalized hyper-Ramsey-Bordé matter-wave interferometry: quantum engineering of robust atomic sensors with composite pulses
使用超窄光跃迁的一类新的原子干涉将量子工程控制推向非常高的精度水平,用于下一代传感器和量子门操作。在这种背景下,我们提出了一种新的量子工程方法的Ramsey-Bordé干涉引入多个复合激光脉冲与定制的脉冲宽度,拉比场振幅,频率失谐和激光相位阶跃。我们探索量子精密测量与超拉姆齐和超哈恩-拉姆齐时钟低于$10^-18$水平的分数精度的光激发参数的微调控制,导致旋量干扰保护免受光移耦合到激光探测场的变化。我们审查合作的复合脉冲协议,以产生强大的拉姆齐-Bordé,马赫-曾德尔和双回路原子传感器屏蔽测量失真相关的多普勒频移和光频移耦合脉冲面积误差。引入容错自动平衡超干涉仪,消除了在整个探测询问协议期间可能发生的几种技术激光脉冲缺陷。具有复合脉冲和超冷原子源的量子传感器应该在检测加速度和旋转引起的相移方面提供新的高精度水平,这是对超时钟基础物理测试的重大改进,同时为原子干涉仪以非常高的灵敏度跟踪时空引力波的新概念铺平了道路。
2022-03-02 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic tensor gradiometry using Ramsey interferometry of spinor condensates
通过干涉测量两个空间分离的玻色-爱因斯坦凝聚体之间的相对相位,实现了磁张量梯度仪。我们进行同步拉姆齐干涉测量的近端$^{87}$ Rb自旋-1凝聚体在自由落体,并推断其相对拉莫尔相位-从而差分磁场强度-与共模相位噪声抑制超过$50\,\mathrm{dB}$。通过适当地偏置磁场和沿正交方向分离的BEC,我们测量的磁场梯度张量的环境和施加的磁场与标称精度的$30\,\mathrm{μG\,cm^{-1}}$和传感器体积的$2\times10^{-5}\,\mathrm{mm}^3$。我们预测的自旋投影噪声限制的磁能分辨率为$\hbar$为典型的塞曼相干时间的捕获凝聚与此计划,即使与固有的BEC实验的低测量占空比。
2015-05-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Free-Electron Ramsey-Type Interferometry for Enhanced Amplitude and Phase imaging of Nearfields
Andrew and Erna Viterbi department of Electrical & Computer Engineering, Technion-Israel Institute of Technology(安德鲁和埃尔纳·维特比电气与计算机工程系,以色列理工学院);Solid State Institute, Technion-Israel Institute of Technology(固体研究所,以色列理工学院);Department of Physics and Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology(物理系和电子研究实验室,麻省理工学院);Department of Material Science, University of Milano-Bicocca(材料科学系,米兰比可卡大学)
本文提出利用自由电子 Ramsey 型干涉仪改进近场成像,通过算法方法实现灵敏度和相位重建的显著提升,适用于敏感样本和光场断层扫描。
2023-05-04 physics.optics quant-ph
Direct Calibration of Laser Intensity via Ramsey Interferometry for Cold Atom Imaging
本文提出一种基于拉姆齐干涉法的新技术,利用量子相干性直接以饱和强度为单位校准冷原子成像中的探测光束强度,并测量其空间变化及成像系统损耗。
2023-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Matter Wave Interferometry of a Levitated Thermal Nano-Oscillator Induced and Probed by a Spin
我们展示了如何通过将介观谐振子的质量质心(COM)的空间分离状态之间的干扰耦合到一个自旋和执行单独的自旋操纵和测量(拉姆齐干涉)可以证明。我们建议使用含有NV中心自旋的光学悬浮金刚石珠。微珠的纳米级尺寸使得由于悬浮引起的运动退相干可以忽略不计。自旋-运动耦合的形式确保该方案适用于热态,使得适度的反馈冷却足够。不需要单独的控制或观察COM状态,从而免除了腔,空间分辨检测和低质量分散系综。拉姆齐干涉测量中的可控相对相位源于重力电势差,使得它唯一地证明了涉及整个纳米晶体处于空间上不同位置的状态之间的相干性。
2013-10-15 quant-ph
Bayesian Frequency Metrology with Optimal Ramsey Interferometry in Optical Atomic Clocks
Institute for Theoretical Physics and Institute for Gravitational Physics (Albert-Einstein-Institute), Leibniz University Hannover(汉诺威莱布尼茨大学理论物理研究所与引力物理研究所(爱因斯坦研究所))
本文探讨了光学原子钟中针对激光噪声优化的拉姆齐探测方案,结合贝叶斯框架分析探测灵敏度与激光噪声鲁棒性的权衡,提出基于变分量子电路的新型探测策略,为下一代光学原子钟发展提供理论指导。
2025-05-07 physics.atom-ph quant-ph
Exponential enhancement of sensitivity in Ramsey interferometry with optically thick ensemble of atoms
Kazan Quantum Center, Kazan National Research Technical University n.a. A.N. Tupolev-KAI(喀山量子中心,喀山国立研究技术大学(A.N. 图波列夫-CAI));Department of Physics, McGill University(麦吉尔大学物理系)
该研究通过理论预测与实验证实,利用光学厚原子系综中原子的反作用实现Ramsey共振线宽的指数级收窄,将提升新一代固态原子钟的测量灵敏度。
2026-08-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Ramsey interferometry of nuclear spins in diamond using stimulated Raman adiabatic passage
本文首次实验演示了金刚石NV色心中$^{14}$N核自旋的STIRAP,并基于半STIRAP脉冲开发了广义拉姆齐干涉方案,增强了鲁棒性,为金刚石传感器长期稳定性提升铺路。
2024-07-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.atom-ph
Detecting the work statistics through Ramsey-like interferometry
近年来,由于在量子水平上对系统的控制和操纵方面的进展,非平衡统计力学引起了人们极大的兴趣。最近,人们提出了一种探测随时间变化过程的功分布特征函数的干涉方案[L。Mazzola { \it et al},Phys. Rev. Lett. { \bf 110} 230602(2013)]。在那里,证明了经历过程的量子系统的功统计可以通过有效地将功的特征函数映射到辅助量子比特的状态上来重建。在这里,我们在两个重要方向上扩展这项工作。我们首先将该协议应用于一个有趣的具体物理示例,该示例由分散耦合到微波谐振器场的超导量子位组成,从而扩大了我们的方案在上面强调的任务中至关重要的一类情况。然后,我们占系统的相互作用与一个额外的(这可能体现一个环境),并相应地概括协议。
2014-01-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Ramsey interferometry through coherent $X^2Σ_g^+ - A^2Π_u - B^2Σ_u^+$ coupling and population transfer in N$^+_2$ air laser
研究了N $_2$气体在800 nm强泵浦光和400 nm弱种子光照射下产生的391 nm类激光相干辐射。模拟了N $_2^+$的391 nm信号的时间分布、光增益和周期性调制。我们的计算揭示了长期存在的争议是否是必不可少的光学增益的粒子数反转。我们证明了另外注入800 nm抽运或400 nm种子后,在391 nm处产生的Ramsey干涉条纹,这是由于$A^2Π_u(ν=2)$ - $X^2Σ_g^+$态和$B^2Σ_u^+ (ν=0)$ - $X^2Σ_g^+$态之间跃迁偶极矩和布居数的相干调制所致.本研究为$\text{N}_2^+$空气激光器的相干控制提供了多种可能性。
2020-06-15 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Ramsey interferometry with atoms and molecules: two-body versus many-body phenomena
我们讨论了Claussen等人在最近的实验中观察到的原子分子Ramsey条纹的频率和可见度。[Phys.Rev.A67,060701(2003)]。在这些实验中,85 Rb玻色-爱因斯坦凝聚体暴露于155 G费什巴赫共振的高场侧的磁场脉冲序列。观察到的振荡频率在很大程度上同意与理论预测的磁场依赖的最高激发双原子振动态的结合能,除了一个小区域非常接近的散射长度的奇异性。我们的分析处理的实验,以及我们的动力学模拟,遵循测量的振荡频率的幅度,以及拉姆齐条纹的振动。我们表明,从一个纯粹的二元动力学,与相关的结合频率的显着偏差,发生时的分子波函数的空间范围变得可比的原子之间的平均距离在稀气体。因此,实验清楚地确定了双原子分子可以被识别为气体的单独实体的条件,或者相反,当多体环境中的二元物理学概念必然崩溃时。
2005-02-10 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Temporal Spinwave Fabry-Perot Interferometry via Coherent Population Trapping
通过相干布居捕获(CPT)的拉姆齐光谱在精确测量中是必不可少的。传统的CPT-Ramsey条纹包含许多几乎相同的振荡,因此很难识别中心条纹。在这里,我们通过激光冷却的$^{87}$ Rb原子的双$Λ$ CPT实验演示了时间自旋波Fabry-Pérot干涉。由于时间自旋波的相长干涉,透射谱在频域中呈现为等间距的梳状峰,因此可以容易地识别中心Ramsey条纹。从五能级双$Λ$系统的光学Bloch方程出发,用时间自旋波的Fabry-Pérot干涉术解析地解释了透射谱。当外加磁场不太弱时,由于两个Landé因子之间的幅度差很小,每个峰分裂为两个。这种峰分裂可以用来测量未知的磁场,而不涉及磁敏跃迁。
2021-02-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing pair correlations in Fermi gases with Ramsey-Bragg interferometry
提出利用 Ramsey-Bragg 干涉测量探测 spin-1/2 费米气体对关联的方法,通过分析转移比例涨落提取两体密度矩阵,揭示对凝聚相的非对角长程序及凝聚对的空间结构。
2024-04-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Ramsey-Borde atom interferometry with a thermal strontium beam for a compact optical clock
本文构建热锶束 Ramsey-Bordé 原子干涉紧凑型光钟实验,利用 689 nm 互组跃迁和 461 nm 荧光探测,获得 60 kHz 特征并估计短期稳定度为 4×10^-14/√τ。
2025-03-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Photoelectrical readout and Ramsey interferometry of single shallowly implanted NV centers in diamond
Ulm University(乌尔姆大学);Diatope GmbH(Diatope有限公司);Hasselt University(哈瑟尔特大学);IMEC(imec研究所);Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)(集成量子科学与技术中心)
研究金刚石中浅注入NV中心的光电读出,通过对其电子自旋进行相干控制,实现了光电测量的拉姆齐 $T_2^*$ 与传统荧光读出一致,且发现过生长可抑制背景光电流,为芯片集成等纳米级传感和自旋寄存器提供可行途径。
2026-07-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Beating the Ramsey limit on sensing with deterministic qubit control
本文提出一种利用连续驱动稳定 Bloch 矢量分量的协议,在退相干条件下提升量子比特频率测量灵敏度,并在超导量子比特上实现比标准 Ramsey 干涉测量更高的信噪比,无需反馈或额外资源。
2024-08-28 quant-ph
Nonlinear quantum gates for a Bose-Einstein condensate
已经提出了用于玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的量子干涉测量和量子信息处理,但是BEC以复杂的方式描述,例如使用量子场论或使用非线性微分方程。非线性量子力学与干涉测量和量子信息处理的核心叠加原理并不完全吻合,但可以兼容。因此,我们为量子门发展了一个严格的基础,通过求解演化方程获得,然后我们使用这个基础,结合量子控制技术和适当的状态采样技术,设计可行的非线性Hadamard门,从而可行,即,高对比度非线性Ramsey干涉测量法我们的方法BEC干涉和量子逻辑转移的范例,扩大到非线性量子力学的情况下,我们适用于BEC干涉和量子信息处理的情况下。
2022-04-28 quant-ph
Protected state enhanced quantum metrology with interacting two-level ensembles
Ramsey干涉测量法通常用于量子精密测量中,用于光学时钟频率的最灵敏测量。电磁真空的自发衰减最终限制了询问时间,从而设定了最佳频率灵敏度的下限。在二能级系统的密集系综中,集体效应的存在,如超辐射和偶极-偶极相互作用,往往会进一步降低灵敏度。我们表明,通过重新设计的拉姆齐脉冲序列,包括不同的旋转的个人自旋,有效地折叠集体状态到一个国家接近中心的布洛赫球,部分保护集体退相干和退相是可能的。这使得显着改善的灵敏度限制的时钟跃迁检测方案在传统的拉姆齐方法的相互作用系统,甚至非相互作用的衰变原子。
2013-07-09 quant-ph
Ramsey interference with single photons
利用核、原子或分子系统中的离散能级的干涉测量是广泛的物理现象的基础,并且能够实现强大的技术,例如核磁共振、电子自旋共振、基于Ramsey的光谱和激光/脉泽技术。由于量子位被实现为单量子系统的能量叠加态,因此它在量子信息处理中也发挥着独特的作用。在这里,我们展示了量子干涉的不同能量状态的单量子的光在完全类似的能级的原子或核自旋和实现拉姆齐干涉仪与单光子。我们通过实验产生了单光子的能量叠加态,并利用幺正变换对其进行操纵,实现了任意的投影测量,从而实现了高可见度的单光子Ramsey干涉仪。我们的方法为频率编码光子量子比特在量子信息处理和量子通信中的应用开辟了道路。
2016-01-06 physics.optics quant-ph
Measurement of spin coherence using Raman scattering
Ramsey干涉法提供了一种自然的方法来确定大多数量子比特系统的相干时间。然而,最近对量子点的实验表明,动态核自旋极化会强烈影响测量过程,使得难以使用光学Ramsey脉冲提取$T_2^*$相干时间。在这里,我们展示了另一种方法的自旋相干性测量的基础上产生的自旋翻转拉曼散射的光子的一阶相干性。我们表明,如果一个量子发射器是由一个弱的单色激光驱动,拉曼相干性是完全由自旋相干性,允许直接确定自旋$T_2^*$时间。当结合瑞利散射光子的相干测量,我们的技术使我们能够识别相干和非相干的共振荧光的贡献,并尽量减少后者。我们验证了我们的技术的有效性,通过比较我们的结果,从电子和重空穴自旋的拉姆齐干涉法确定的。
2016-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sorting photon wave packets using temporal-mode interferometry based on multiple-stage quantum frequency conversion
所有在光场中编码和检索信息的经典和量子技术都依赖于选择性地操纵光的正交场模式的能力。这样的操纵可以实现偏振模式和横向空间模式的高选择性。对于时间-频率自由度,这可以针对近似正交模式的有限选择(即,时间或频率上的非重叠仓)有效地实现。我们最近提出了一种方法,克服了选择性障碍排序任意正交时间模式[Opt. Lett. { \bf 39},2924(2014)]中描述的方法。我们称这种方法为时间模式干涉测量,因为它与拉姆齐介绍的著名的分离场原子干涉测量方法非常相似。该方法在量子存储、量子密集编码、量子隐形传态和量子密钥分发等方面具有重要意义。在这里,我们详细探讨了该方法的内部工作原理,并将其扩展到多个阶段,同时渐近收敛的时间模式选择性统一。我们还完成了我们的分析,泵浦啁啾补偿,以对抗泵引起的非线性相位调制的四波混频实现。
2015-01-14 quant-ph