Squeezing the Collective Spin of a Dilute Atomic Ensemble by Cavity Feedback
我们提出并分析了一种简单的方法，通过与光学谐振腔的驱动模相互作用，动态地、无条件地压缩稀释原子系综的集体自旋，正如最近证明的那样[I]。D. L.，M. H.美国，和V.V.，物理修订信函104，073602（2010）]。我们表明，大量的压缩可以实现在政权的强集体系综谐振腔耦合。压缩最终受到光子发射到自由空间或布洛赫球曲率的限制。我们推导出这两个极限，并显示出每一个都占上风。
2010-02-18 quant-ph
Unconditional two-mode squeezing of separated atomic ensembles
我们提出了一个方案，无条件制备的双模压缩态的有效玻色子模式实现在一对原子系综集体相互作用的光学腔和激光场。该方案利用稳定原子基态之间的拉曼跃迁，并在理想条件下产生稳态的纯纠缠态。该方案适用于限制在一个单一的腔和合奏限制在单独的，级联的腔。
2006-02-08 quant-ph
Spin squeezing in an ensemble of quadrupolar nuclei NMR system
我们在核磁共振（NMR）四极系统上，研究了温度为$26^\circ{\mathrm C}$时产生的自旋压缩态。在具有溶致液晶样品的自旋$I=7/2$的$^{133}$ Cs核的系综中进行实施。我们确定的自旋压缩源，由于核的四极矩和电场梯度之间的相互作用，内部存在的分子。我们用自旋角动量表象形式化地描述了产生自旋压缩的非线性算符。通过对双模BEC系统的压缩参数和压缩角以及Wigner准概率分布函数，对自旋压缩现象进行了定性和定量的表征。本实验方案的通用性表明了它在固体物理中的潜在应用。
2014-03-11 quant-ph
Spin squeezing by one-photon-two-atom excitations processes in atomic ensembles
在其他地方已经表明，两个空间分离的原子可以共同吸收一个光子，其频率等于两个原子的跃迁频率之和。我们在多个二能级原子系综的情况下描述了这一过程，并证明了它可以用来产生自旋压缩和纠缠。这种共振集体过程允许在单光子极限下产生相当大的压缩。它代表了一种新的产生多体自旋-自旋相互作用的方法，在自旋之间产生双轴类扭转相互作用，这对自旋压缩的产生是非常有效的。我们对耦合到超导共面腔的磁性分子系综进行了显式计算。该系统代表了一个有吸引力的片上架构，用于实现改进的检测。
2020-02-27 quant-ph
Multilevel Holstein-Primakoff approximation and its application to atomic spin squeezing and ensemble quantum memories
我们发现，一个合奏相同的d-能级原子可以有效地描述d-1集体振荡器自由度在附近的产品状态与所有的原子在相同的，但在其他任意单粒子状态。我们将我们的描述应用于两种不同类型的自旋压缩：（i）当每个自旋F原子单独压缩而不产生原子间纠缠时，以及（ii）当特定的集体原子振荡器模式通过量子非破坏（QND）测量和反馈压缩时。当按顺序组合时，这两种方法的顺序与最终的压缩程度有关。我们还讨论了多子能级原子作为光的量子存储器时，这两种压缩所起的作用。
2009-12-20 quant-ph
Generating spin squeezing states and Greenberger-Horne-Zeilinger entanglement using a hybrid phonon-spin ensemble in diamond
在量子精密测量中，自旋的量子压缩和纠缠可以用来提高测量的灵敏度。在这里，我们提出了一个计划，以创建集体耦合的自旋系综的机械振动模式驱动的外部磁场。我们发现了一个演化时间，在这个时间里，机械运动从自旋中分离出来，并且累积的几何相位产生了$20$自旋的$5.9~\text{dB}$压缩。我们还显示了一个格林伯格-霍恩-蔡林格自旋态的$20$自旋的保真度$\sim 0.62$在低温下的创建。数值模拟结果表明，基于几何相位的方法对热机械噪声具有很好的免疫性。
2016-10-03 quant-ph
Spin squeezing of a cold atomic ensemble with the nuclear spin of one-half
为了建立一个适用于光与原子之间先进量子信息处理的系统，我们利用冷镱原子（171 Yb）的集体自旋进行了量子非破坏（QND）测量，并观察到了1.8（-1.5，+2.4）dB的自旋压缩。由于171 Yb原子在基态只有1/2的核自旋，该系统是最简单的自旋系综，并且对退相干具有鲁棒性。我们采用了脉宽为100 ns的超短脉冲，使得相互作用时间大大短于退相干时间，这对于多步量子信息处理是非常重要的。
2008-08-18 quant-ph
Conditions for spin squeezing in a cold 87Rb ensemble
研究了冷~（87）Rb原子系综中自旋压缩产生的条件。通过考虑5 S_{1/2}（F=1）基态中原子与调谐在D2跃迁附近的探测光的相互作用，我们证明了，对于大失谐，当用合适的塞曼子态和量子算符定义赝自旋时，该系统等价于自旋1/2系统.导出了在存在引起退相干和损耗的散射时铷原子系统的压缩度。我们描述了如何系统可以退相干和失去原子，并预测高达75%的自旋压缩典型的光学偶极陷阱的原子密度。
2005-06-10 quant-ph
Large mechanical squeezing beyond 3dB of hybrid atom-optomechanical systems in highly unresolved sideband regime
本文提出了一种在高分辨边带（HURSB）区的原子-光机混合系统中产生超过3dB强机械压缩的方案，其中腔的衰减率远大于机械振荡器的频率。该系统由两个二能级原子系综和一个由两束不同振幅的激光驱动的光机械腔系统组成。在HURSB区，如果没有原子系综或只有一个原子系综，可动镜的压缩不会大于3dB。然而，如果将两个原子系综放入光机系统中，即使在HURSB区也能实现超过3dB的强机械压缩。我们的方案为在实验中实现超过3dB的强机械压缩铺平了道路。
2020-04-19 quant-ph
Phonon induced spin squeezing based on geometric phase
提出了一种利用单模诱导的几何相位实现自旋压缩的方案。分析和数值计算结果表明，自旋压缩的最终程度取决于热激发、品质因数和系综尺寸的平方根之比参数$\frac{n_{th}+1/2}{Q\sqrt{N}}$.通过Bang-Bang控制脉冲可以有效地抑制自旋系综和浴之间的不期望的耦合。在高品质因数条件下，金刚石中NV系综的理想单轴扭转自旋压缩可以达到极限。
2015-02-16 quant-ph
Atomic squeezing in a Lambda system
利用电磁场驱动的光腔中三能级原子系综的量子理论，证明了与基态子能级相关的长寿命自旋可以压缩。得到了两种压缩：自自旋压缩，当输入光场为相干态且原子系综呈现大的非线性时;压缩转移，当其中一个输入光场被压缩时。
2002-09-03 quant-ph
Strong Spin Squeezing Induced by Weak Squeezing of Light inside a Cavity
提出了一种在弱失谐双光子驱动下产生Floquet腔中原子系综自旋压缩的简单方法。我们证明了{ \it--光场在腔内的弱压缩可以反直觉地诱导强自旋压缩}。这是通过利用光子对与原子相互作用的反斯托克斯散射过程来实现的。具体地说，{ \it光子对中的一个光子通过部分吸收另一个光子的能量而散射到腔共振中，另一个光子的剩余能量激发原子}。散射，结合Floquet边带，提供了一种替代机制来实现海森堡有限自旋压缩。我们的方案{ \it not}需要对原子系综施加多个经典和腔光子驱动，因此与其他基于腔的方案相比，其实验可行性大大提高。作为一个例子，我们展示了一个可能的实现与超导共振器耦合到氮空位电子自旋系综。
2020-09-11 quant-ph
Adiabatic Creation of Atomic Squeezing in Dark States vs. Decoherences
研究了多原子暗态的多体关联，其特征是原子的压缩超过了两两纠缠。结果表明，在电磁诱导透明（EIT）机制的原子系综光子存储过程中，通过对原子系综上经典光场的Rabi频率进行精细调控，可以产生原子压缩和两两纠缠.我们还考虑了在各种退相干通道下原子压缩和两两纠缠的突然死亡。通过详细研究原子系综中量子关联的绝热产生与退相干之间的竞争，得到了产生最大原子压缩和两两纠缠的最佳时间，并给出了三种典型的退相干通道.
2010-11-12 quant-ph
Spin squeezing of atomic ensembles by multi-colour quantum non-demolition measurements
我们分析了自旋压缩原子系综的产生与几个光学频率的同时色散相互作用。光学参数的明智选择使得能够优化干涉检测方案，该干涉检测方案抑制不均匀的光偏移并且保持干涉仪在最小化技术噪声的平衡模式下操作。我们发现，当原子与调谐到循环跃迁的双频光相互作用时，$ξ^2$的自旋压缩程度为$ξ^2\sim 1/d$，其中$d$是系综的共振光学深度。在真正的碱金属原子有损失的通道和缩放可能更接近$ξ^2\sim 1/\sqrt d.$然而，使用两个频率提供了一个显着的改善程度的压缩可达到的，我们通过定量分析的非共振探测Cs D1线。分析了两种替代配置：使用空间干涉的马赫-曾德尔干涉仪，以及与不需要空间干涉仪的多频调幅光的相互作用。
2009-05-14 quant-ph
Planar squeezing by quantum non-demolition measurement in cold atomic ensembles
平面压缩态，即在两个正交自旋分量中压缩的量子态，由于其在原子干涉和量子信息中的应用，近年来引起了人们的关注[Q. Y. He等人，New J.Phys.14，093012（2012）]。虽然正则变量，如辐射场的平方可以压缩在最多一个分量，同时压缩在两个正交的自旋分量可以实现由于角动量对易关系。提出了一种利用量子非破坏（QND）测量自旋为1的系统平面压缩的新方案。QND测量是通过近共振顺磁法拉第旋转探测实现的，而平面压缩是通过两个正交自旋分量的顺序QND测量获得的。我们计算了各种光学深度，初始条件和探测策略的可实现的压缩。以这种方式产生的平面压缩态包含可通过自旋压缩不等式检测的纠缠，并且对于任何进动相位角，相对于非压缩态都具有优势，有利于单次和高带宽磁力测量。
2013-05-05 quant-ph
Single-Ensemble Multiparameter Squeezing with Qudits
Washington University（华盛顿大学）；Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
本文提出利用量子比特（qudit）在单个系综中实现多参数压缩，并展示了在双参数矢量磁场传感中的可扩展计量增益。
2026-09-22 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
Generation of macroscopic singlet states in a cold atomic ensemble
我们报道了在冷原子样品中通过量子非破坏（QND）测量诱导自旋压缩产生宏观单重态。我们观察到3分贝的自旋压缩和检测纠缠的$5.5\times10^5 $原子与$5σ$统计意义，使用广义的自旋压缩不等式。压缩的程度意味着至少50%的原子形成了单线态，而对磁场梯度的响应表明在所有长度尺度上都存在纠缠键，这是量子自旋液体的一个特征。
2014-07-14 quant-ph
Cavity QED engineering of spin dynamics and squeezing in a spinor gas
我们提出了一种方法，工程自旋动力学的整数自旋原子系综限制在一个高精细光学腔。我们的建议使用腔辅助拉曼跃迁工程迪克模型的整数自旋原子，其中，在色散限制，减少到有效的原子-原子相互作用的合奏。这一方案为探索广泛的旋量多体物理提供了一条有前途的、灵活的新途径。作为一个例子，我们提出的结果表明，这种方法可以用来产生自旋1原子系综的自旋压缩。有了实际的参数，这个方案应该能够在比目前自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体实验短得多的时间尺度上实现实质性的压缩。
2017-12-13 quant-ph
Unraveling two-photon entanglement via the squeezing spectrum of light traveling through nanofiber-coupled atoms
我们观察到弱光场通过耦合到光学谐振子的原子系综时呈现正交压缩。从测量的压缩谱，我们获得直接访问的相位和振幅的能量-时间纠缠的双光子波函数的一部分，这产生于强相关的光子通过系综的运输。对于小的原子系综，我们观察到的光谱接近原子跃迁的线形，而边带观察到足够大的系综，与我们的理论预测一致。此外，我们改变了探测光的失谐量相对于原子共振，并推断出纠缠双光子波函数的相位。从频谱的振幅和相位，我们重建了时域波函数的实部和虚部。我们的纠缠双光子组件的表征构成了量子光学器件的诊断工具。
2021-07-29 quant-ph
Squeezing giant spin states via geometric phase control in cavity-assisted Raman transitions
压缩自旋系综为量子精密测量提供了一种超越标准量子极限的方法，同时也为检验基础物理提供了一种新的途径，因而引起了广泛的关注。在这里，我们提出了一个实验上可访问的协议，通过几何相位控制挤压一个巨大的自旋系综。利用双$Λ$型系统中的腔辅助拉曼跃迁，我们实现了一个有效的Dicke模型。在有效自旋跃迁频率为零的条件下，我们发现了一个特定的演化时刻，此时腔与自旋纠缠，自旋系综被压缩。我们的方案有可能提高量子精密测量的灵敏度约两个数量级的自旋。
2016-10-18 quant-ph
Spin Squeezing of Macroscopic Nuclear Spin Ensembles
为优化绝对计量灵敏度，研究将宏观核自旋系综耦合到参数调制谐振电路以产生集体自旋压缩，分析退相干和有限极化下的动力学，证明7 dB压缩可行，可抑制技术噪声、扩展灵敏度带宽，助力探测超轻暗物质等基础物理实验。
2025-02-19 hep-ph quant-ph
Three-dimensional light-matter interface for collective spin squeezing in atomic ensembles
我们研究了冷原子自旋系综与傍轴激光束之间的量子界面的三维性质，通过色散相互作用耦合。为了实现集体原子自旋和光子之间的强纠缠，必须将系综的集体辐射的空间模式与激光束的模式相匹配，同时最小化由于光泵浦引起的退相干效应。对于耦合到在云的范围内变化的探测场的系综，不可阻挡地辐射到场的期望模式中的原子集定义了非均匀的自旋波。自旋波与探测模的强耦合不是由单个参数光密度表征的，而是由表征系统相干性和退相干性的不同有效原子数的集合表征的。为了模拟系统的动力学，我们开发了一个完整的随机主方程，包括相干集体散射到傍轴模式，退相干局部非均匀漫散射，和由于连续测量的光纠缠的自旋波的反作用。利用连续量子非破坏（QND）测量研究了自旋波的压缩。我们发现，最大的压缩发生在参数制度的空间不均匀性是显着的，远离的限制，其中的接口是很好地近似的一维，均匀的模型。
2013-12-17 quant-ph
Extreme spin squeezing in the steady state of a generalized Dicke model
我们提出了一个方案，在腔QED系统中使用腔介导的拉曼跃迁来产生稳态原子自旋压缩，以设计有效的原子-光子相互作用，其中包括线性和非线性（色散）原子-腔耦合，在潜在的平等基础上。我们专注于一个政权的色散耦合是非常大的，并发现该系统的稳态实际上可以是一个强自旋压缩Dicke态，$|N/2,0\rangle$，原子系综。这些状态提供了海森堡有限的纠缠特性，并在整个原子系综中具有真正的多体纠缠。
2019-02-18 quant-ph
Nuclear Spin Squeezing Based on Spin-Exchange Collisions
Hubei Polytechnic University（湖北理工学院）；Tsinghua University（清华大学）
本研究基于碱金属与惰性气体系综的相干自旋交换相互作用，提出一种可高效制备操控超长寿命核自旋压缩的方案，该方案易实现且适配性高，将推动核自旋非经典态的相关研究与应用。
2026-08-03 quant-ph
Experimental Proof of Quantum Nonlocality without Squeezing
结果表明，与经典通信辅助的局域策略相比，利用纠缠测量可以更好地区分系综$\{p (α),|α>|α^*>\}$（其中$p (α)$为有限方差高斯分布，$| α>$为相干态）.虽然这个系综由准经典态的产物组成，但它表现出一定的量子非局域性。实验证明，这种显着的效果，通过实施最佳的本地策略与联合非本地策略，产生更高的保真度。
2006-08-28 quant-ph
Squeezing the limit: Quantum benchmarks for the teleportation and storage of squeezed states
对于压缩度$s$是固定的，没有关于其在相空间中的取向的信息，并且相空间位移的分布是高斯分布的输入系综，我们导出了连续变量系统压缩态的量子存储和量子隐形传态的保真度基准.在后者成为平坦的极限，我们证明了解析的最大经典可实现的保真度（这是1/2没有压缩，$s=1$）是由$\sqrt{s}/(1+s)$，消失时，程度的压缩发散。对于混合状态，以及一般分布的位移，我们减少了确定的基准的解决方案的有限维半定的程序，这将产生准确的，certifiable界限由于截断误差的严格分析。这种方法可以容易地适用于更一般的输入状态集合。
2008-08-16 quant-ph
Single-photon-triggered spin squeezing with decoherence reduction in optomechanics via phase matching
量子自旋压缩是量子信息处理的重要资源，但在存在退相干的开放系统中，其压缩度不易保持。在这里，我们提出了一个在开放系统中实现单光子触发自旋压缩并降低退相干的方案。在我们的系统中，将迪克模型（DM）引入到二次光学力学中，它可以等效于由光子数操纵的有效DM。此外，该光机系统的声子模通过相位匹配耦合到压缩真空库中，从而完全抑制了由环境引起的热噪声。我们证明了单光子激发的声子模的压缩可以完全转移到自旋系综上，并且当且仅当存在自旋压缩时，自旋系综的两两纠缠可以实现.重要的是，当考虑环境的影响，我们的系统可以获得更好的压缩度比在传统的DM可以实现的最佳压缩。同时，在我们的系统中产生的自旋压缩是免疫的热噪声。这为在开放系统中利用单光子产生自旋压缩和降低退相干提供了一种有效的方法，在量子信息处理中具有重要的应用前景。
2021-11-15 quant-ph
Cavity-assisted squeezing and entanglement: Non-adiabatic effects and optimal cavity-atomic ensemble matching
在腔辅助拉曼方案中，我们从理论上研究了光场与冷原子系综集体自旋极化的量子纠缠。以前的工作主要集中在坏的腔限制，信号是远远长于腔场寿命。考虑到原子弛豫和其他缺陷，可能需要加速光-原子界面操作。通过增加腔场寿命，可以实现更好的光-物质耦合和纠缠。在我们的工作中，我们考虑的非绝热效应，成为重要的坏腔限制在低光子和连续变量制度。我们发现经典的控制场的时间分布，允许一个检索从腔的输出量化信号的预定义的时间形状和持续时间，这是最佳的零差检测，光学混合或进一步的操作。与腔场寿命相比，这是针对宽范围的信号持续时间完成的。我们讨论了一个最佳的腔-原子系综匹配的腔场寿命，它允许一个较低强度的控制场，并尽量减少各种非线性效应，如交流光位移，四波混频等，这可能是潜在的有害的实验。
2019-08-19 quant-ph
Conditionnal squeezing of an atomic alignement
我们研究了在$F\geq 1$自旋情况下对原子系综集体取向进行量子非破坏测量的可能性。我们比较的情况下，纯矢量和纯张量的哈密顿量，并显示如何实现有条件的压缩或纠缠的原子排列组件。
2007-08-09 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
Protecting and enhancing spin squeezing under decoherence using weak measurement
我们提出了一种有效的方法来保护自旋压缩的振幅阻尼，去极化和相位阻尼通道的作用下的测量反转从弱测量的基础上，并考虑了一个独立的自旋1/2的粒子系综交换对称。结果表明，在三种不同的退相干通道下，自旋压缩都得到了极大的增强，并且通过振幅阻尼和相位阻尼通道可以避免自旋压缩猝死（SSSD）。
2016-07-26 quant-ph
Quantum supremacy with spin squeezed atomic ensembles
我们提出了一种方法来实现量子霸权使用合奏的量子比特，只使用自旋压缩，基础旋转，和Fock状态的测量。每个系综被假定为只能用它的总自旋来控制。使用重复序列的随机基旋转，然后挤压，我们表明，最终测量的概率分布迅速接近波特-托马斯分布。我们表明，采样概率可以与一个P-硬问题的复杂性缩放为$(N+1)^M$，其中$N$是在一个合奏和$ M $是合奏的量子比特数。该方案可以用热原子系综或冷原子系综实现。由于在典型的原子系综中有大量的原子，这允许使用适度数量的系综或门深度来访问量子霸权机制。
2022-04-25 quant-ph
Non-Gaussian generalized two-mode squeezing: applications to two-ensemble spin squeezing and beyond
本文将双模压缩态推广至任意二分系统，实现有限维双参数海森堡极限估计，并定义超越高斯极限的双模自旋压缩，通过马尔可夫耗散制备及广义拉姆齐测量达到量子克拉美-罗界。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Spin squeezing and concurrence
研究了自旋压缩与纠缠的关系，发现对于具有交换对称性和宇称的自旋为1/2的粒子系综，如果采用最近工作（G. Toth等人，Phys. Rev. Lett. 99，250405（2007））。这表明自旋压缩与两两纠缠有着更为密切的关系。我们通过考虑两个Dicke态的叠加来验证这个结果。
2010-10-06 quant-ph
Realistic simulations of spin squeezing and cooperative coupling effects in large ensembles of interacting two-level systems
我们描述了一种有效的数值方法来模拟相互作用的自旋系综在退相和衰变的存在下的动力学。该方法建立在孤立系的离散截断维格纳近似的基础上，该近似将自旋系综的平均场动力学与离散初始自旋值的蒙特卡罗采样相结合，以考虑量子相关性。在这里，我们展示了这种方法如何可以推广到耗散自旋系统，通过替换确定性的平均场演化的随机过程，它描述的相干性和人口的衰减，同时保持每个自旋的长度。我们展示了这种技术的应用程序模拟非经典自旋压缩效应或动力学和稳态的腔QED模型与十万个相互作用的二能级系统，而不依赖于任何对称性。这为在现实的实验室条件下对量子光学或固态自旋系综中的各种实验进行精确的真实规模模拟提供了可能性。
2022-01-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Relaxation of an ensemble of two-level emitters in a squeezed bath
我们推导和评估运动方程的平均值和方差的组件的自旋集体耦合到一个宽带压缩辐射水库。我们的形式主义之间的桥梁一个单一的两级发射器，表示自旋组件，以不同的速率放松，这取决于压缩的程度，到一个大的集体自旋，其组件放松独立的压缩所代表的发射器的合奏。对于单个自旋，横向分量的稳态涨落与压缩无关，而大自旋系综的稳态则反映了压缩库的统计特性。这是从分析朗之万噪声对运动方程的贡献及其对自旋算符的一阶和二阶矩的影响得出的。我们认为，单自旋和多自旋之间的差异与真空涨落或辐射反应主导自旋系统与辐射环境的耦合有关。
2017-11-06 quant-ph
Squeezing of Atoms in a Pulsed Optical Lattice
研究了脉冲光晶格中冷原子系综的压缩过程。在各种热条件下的经典和量子力学处理的问题。我们表明，一个戏剧性的压缩的原子密度附近的光学势的最小值可以实现与适当的脉冲的晶格。提出了几种增强原子压缩的策略，并进行了比较和优化。
2002-01-21 quant-ph
Generation of spin squeezing via a fully quantum degenerate parametric amplifier
自旋压缩是实现高精度计量的最有吸引力的方法之一。在本文中，我们提出了一个通过全量子简并参量放大器在原子系综中产生自旋压缩的方案。讨论了在驱动和不驱动泵浦腔的情况下产生自旋压缩的性质。数值模拟结果表明，所产生的自旋压缩强度是相当大的，并能够与使用双轴扭转（TAT）模型获得的。此外，我们通过引入相应的实验参数证明了该协议在实验上是可行的。因此，该方案为实现光子-自旋耦合系统中的自旋压缩提供了一种很有前途的方法。
2023-03-01 quant-ph
Spin squeezing of high-spin, spatially extended quantum fields
量子粒子系综中自旋压缩的研究主要局限于高自旋和空间扩展系综中的自旋涨落子空间和单个空间模。在这里，我们表明，更广泛的自旋压缩是可以实现的高自旋原子，其特征在于在几个独立的平面自旋波动观测亚量子限制的波动合奏。进一步，考虑$f=1$铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的量子动力学，我们从理论上证明了在空间扩展量子场的多个空间模中可以获得高度的自旋压缩，并且这种压缩可以从空间分辨的磁化强度和向列性测量中提取，即量子气体的矢量和四极磁矩。考虑到几个实验的限制，我们预测，原子的磁化强度和向列性的方差可能会减少到20分贝以下的标准量子限制。
2010-05-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Detuning Enhanced Cavity Spin Squeezing
激光驱动光腔中原子系综集体自旋的无条件压缩（I。D. Leroux，M. H. Schleier-Smith和V. Vuletic，Phys. Rev. Lett 104，073602（2010））进行了研究和理论分析。令人惊讶的是，我们发现，大失谐驱动激光可以改善腔压缩的缩放从$S^{-2/5}$到$S^{-2/3}$，其中S是总的原子自旋。此外，我们还证明了光子散射到自由空间的实验缺陷可以有效地抑制失谐。
2014-07-28 quant-ph
Effects of driven atomic ensemble on the output spectrum and entanglement of optomechanical system
该研究提出由经典激光驱动二能级原子系综构成腔壁的腔QED间接驱动光力学模型，发现原子系综与腔模的耦合及激发水平显著影响系统输出压缩谱和光力纠缠，为理解光力学系统的关联与谱特性机制提供新见解。
2025-03-20 quant-ph
tqix.pis: A toolbox for quantum dynamics simulation of spin ensembles in Dicke basis
介绍了一个用于自旋系综量子动力学模拟的tqix库tqix.pis。该库通过量子线路模拟动态过程，包括初始化量子态、执行量子运算符和测量最终状态。它利用自旋系综中的集体过程来将维度从指数级降低到与粒子数量成二次方，即，量子态在Dicke基上的跨度。它还通过多核处理器和图形处理单元缩短了仿真时间。因此，该库适用于具有集体性质的大量粒子的集合的模拟。利用该库可以模拟自旋压缩、变分量子压缩、量子相变和多体量子动力学等各种现象。
2023-01-30 quant-ph
Teleportation and spin squeezing utilizing multimode entanglement of light with atoms
我们提出了一个将光脉冲的量子态传送到原子系综的集体自旋态上的方案。在这个协议中作为资源的光和原子的纠缠态是通过探测集体原子自旋而产生的，拉莫尔在外部磁场中进动，与相干光脉冲共振。我们在这里第一次充分考虑拉莫尔旋进的影响，并表明它会产生一种质的新型的多模纠缠态的光和原子。该协议被证明是强大的对占主导地位的噪声源，并可以实现在室温下与自由空间光相互作用的原子系综。我们还提供了一个方案来执行的拉莫尔旋进自旋态的读出，使成功的隐形传态的验证以及自旋压缩的创建。
2005-11-17 quant-ph
Field squeeze operators in optical cavities with atomic ensembles
提出了一种在含原子云光腔中产生单模和双模压缩的方法。通过合适的激光系统，我们能够设计一个与原子自由度解耦的压缩场算符，产生一个由原子数按比例放大的大压缩参数，并实现简并和非简并参量放大。利用输入输出理论，我们证明了在输出端可以达到理想压缩态和完全压缩。该方案对退相干过程具有鲁棒性。
2006-01-03 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
Atomic spin squeezing in an optical cavity
本文研究了光腔中原子系综集体自旋矢量的一个分量的压缩。原子与腔模相互作用，通过探测穿过腔的光场的状态来获得压缩。从随机主方程出发，导出了原子态和腔场态的时间演化，计算了原子自旋分量的期望值和方差以及腔模的求积。的设置的性能进行比较，通过探测的光场传输只有一次通过样品的原子的自旋压缩。
2008-05-05 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
Amplitude-modulation-based atom-mirror entanglement and mechanical squeezing in a hybrid optomechanical system
考虑了一个由原子系综和标准光机械腔组成的混合光机械系统，该系统由周期性调制的外光场驱动。研究了Heisenberg算子一阶矩的渐近行为，清楚地展示了精确数值解与解析解之间的逼近过程。基于外驱动和有效光机耦合的具体调制形式，分别详细讨论了原子-镜纠缠增强。与恒定驱动机制相比，这种机制可以极大地提高纠缠度，同时具有更大的松散腔衰减率，并且更好地抵抗机械浴的热涨落。周期性调制的有效光机耦合的期望形式可以通过外部驱动调制分量精确地设计，该外部驱动调制分量可以经由拉普拉斯变换解析地导出。同时，借助于原子系综引起的量子干涉机制，通过适当地调制外部驱动，在未分辨区域内可以成功地产生由周期调制引起的机械压缩。
2018-11-15 quant-ph
Atom correlations and spin squeezing near the Heisenberg limit: finite system size effect and decoherence
我们分析了自旋压缩模型的基础上，所谓的反扭曲哈密顿量，包括耗散和有限的系统尺寸的影响。我们讨论的条件下，海森堡极限，即相位灵敏度$\propto 1/N$，可以实现。详细介绍了基于量子化光子交换的原子-原子相互作用模型的具体实现。由此产生的激发对应于自旋翻转原子对的产生，并且可以用于纠缠原子系综的快速产生、自旋压缩以及量子信息处理中的应用。分析了利用该机制实现强自旋压缩的条件。
2001-12-20 quant-ph
Enhanced squeezing of a collective spin via control of its qudit subsystems
量子阱的幺正控制可以改善原子系综的集体自旋压缩。将原子置于磁化强度有大的量子涨落的状态，会加强法拉第相互作用的纠缠。由此产生的原子间纠缠的增加可以转化为计量学上有用的自旋压缩。进一步的控制可以在不损害纠缠的情况下挤压内部原子自旋，从而在集体压缩中提供总体倍增因子。我们模拟了光抽运效应，并研究了增强纠缠和退相干之间的权衡。对于实际参数，我们看到约10 dB的改进。
2012-10-24 quant-ph
Spontaneously induced atom-radiation entanglement in an ensemble of two-level atoms
采用计算相干态传播子的方法，分析了初始制备于上能级并置于含有压缩辐射的腔中的二能级原子系综中原子-辐射纠缠的自发诱导关联。结果表明，腔辐射具有压缩特性，而压缩效应的产生直接归因于腔内辐射的压缩。腔辐射强度随压缩参数和相互作用时间的增加而增加。研究还表明，原子态和辐射模之间的纠缠程度在特定的时刻存在，依赖于耦合常数和压缩参数。我们认识到，尽管压缩辐射直接导致腔场压缩，但它显著破坏了原子与辐射的纠缠。
2007-07-26 quant-ph
Sudden vanishing of spin squeezing under decoherence
为了证明两两纠缠之外的多体关联，解析计算了三种不同退相干通道下集体初态自旋系综的自旋压缩参数.结果表明，类似于两两纠缠，不同参数描述的自旋压缩可以在不同的消失时刻突然变为零。这一发现表明，在多体系统中普遍存在量子关联的突然消失现象，这里称之为自旋压缩猝死（SSSD）。结果表明，SSSD通常发生由于退相干和SSSD从来没有发生某些初始状态的振幅阻尼通道。我们还解析地得到了自旋压缩的消失时间。
2010-02-10 quant-ph
Spin Squeezing under Non-Markovian Channels by Hierarchy Equation Method
本文研究了非马尔可夫通道下自旋压缩效应，并考虑了具有交换对称性的自旋为1/2的$N$独立粒子系综。每个旋转与其自己的浴相互作用，浴是独立和相同的。对于这类开放系统，退相干下的自旋压缩可以从局域期望动力学的角度来研究，多量子比特动力学可以简化为两量子比特动力学。通过层次方程方法得到了系统的约化动力学，该方法是一种精确的无扰动波近似和Born-Markov近似。数值结果表明，在较低的浴温下，自旋压缩呈现出多次突然消失和恢复的现象，也可以渐近消失。
2012-03-31 quant-ph
