Fisher-Information Recovery in Superconducting-Qubit Magnetometry with Squeezed-Microwave Readout
Institute of Quantum Materials and Physics, Henan Academy of Sciences(河南省科学院量子材料与物理研究所);Department of Physics, Central China Normal University(华中师范大学物理学院);State Key Laboratory of Mathematical Engineering and Advanced Computing(数学工程与先进计算国家重点实验室);Quantum Information Institute, School of Physics and Laboratory of Zhongyuan Light, Zhengzhou University(郑州大学物理学院量子信息研究所与中原之光实验室)
本文提出压缩微波辅助读出框架,恢复超导量子比特磁力测量中读出阶段丢失的Fisher信息,将灵敏度界降低27.3%。
2026-10-01 quant-ph
Thermalized Displaced Squeezed Thermal States
在热场动力学的坐标表象中,我们研究了两个温度先后参与的热化位移压缩热态。给出了任意时刻密度算符的波函数和矩阵元,并据此计算了与位置、动量和粒子数算符有关的一些量,其特例与文献结果一致。这两个温度与压缩分量和相干分量有不同的关联。与位置和动量的性质不同,粒子数算符的平均值和方差以及二阶关联函数都是与时间无关的。
1999-05-24 quant-ph
Split spin-squeezed Bose-Einstein Condensates
研究了分裂自旋压缩玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)系统的行为。在这样的系统中,自旋极化的BEC首先被$ (S^z)^2 $相互作用压缩,然后分裂成两个单独的云。分裂后,我们认为每个云中的粒子数坍缩到一个固定的数目。我们表明,这一过程相当于施加一个相互作用,对应于单独挤压每个云加上纠缠操作。我们分析了系统的纠缠特性,并表明它可以使用基于相关的纠缠标准检测。态的性质用维格纳函数表示,并具有关联压缩态的形式。条件维格纳函数在无量纲压缩时间超过$ 1/\sqrt{N} $(其中$N$是每个BEC的粒子数)时表现出高度的非经典性。
2018-08-31 quant-ph
Gaussian State Description of Squeezed Light
本文给出了光学参量振荡器中压缩光场的高斯态描述。使用高斯状态描述,我们描述了零差检测输出场的条件下的系统的动力学。我们的理论表明,只有当观察足够长的时间或有限带宽的检测器的输出场被压缩。作为本方法的一个应用,我们考虑使用有限带宽压缩光与自旋极化原子样品一起估计磁场。
2005-08-25 quant-ph
Magnetic resonance with squeezed microwaves
电磁场的真空波动对各种测量的灵敏度设置了基本限制,包括磁共振光谱。我们报告使用压缩微波场,这是工程量子态的光,在一个字段正交的波动减少到真空水平以下,以提高检测灵敏度的电子自旋在毫开尔文温度的合奏。通过在含有自旋的微波谐振器的输入端口上照射压缩真空态,与真空输入的情况相比,我们在谱仪输出处获得了$1.2$ \,dB的噪声降低。这一结果为量子精密测量在磁共振波谱学中的应用提供了理论依据。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the uncertainty relations and squeezed states for the quantum mechanics on a circle
圆上量子粒子的位置和动量的测不准关系由相应的相干态最小化。在不确定性关系的背景下,在圆周运动的情况下的squeezed状态进行了介绍和讨论。
2002-02-13 quant-ph
Squeezed coherent states for a free particle with time-varying mass
该研究针对质量随时间指数变化的自由粒子,推导了其压缩相干态的参数表达与半经典条件,证明质量随时间增长时存在最小不确定度相干态,并分析了Fock态到该压缩相干态的跃迁概率。
2023-04-28 hep-th quant-ph
Preservation of coherence for a Two-Level atom tunneling through a squeezed vacuum with finite bandwidth
研究了两态粒子通过压缩真空的隧穿。已经表明,重复测量或与外场的相互作用可以保持相干性。此外,还计算了相干时间与压缩参量的关系。导出了一个特定的条件,在此条件下,一致性是可持续的。
2014-05-14 quant-ph
VON NEUMANN AND SHANNON-WEHRL ENTROPY FOR SQUEEZED STATES AND COSMOLOGICAL PARTICLE PRODUCTION
我们表明,有效的粗粒化的双模压缩密度矩阵,隐含在Wehrl方法的半经典相空间分布,导致结果与以前不同的定义熵的过程中生产的真空。在这种情况下,我们还提出了一个可能的解释熵增长的放大(由于压缩),我们缺乏知识的初始条件,这引起了一个有效的退相干的压缩密度矩阵。
1995-02-17 gr-qc hep-th quant-ph
Exponential and Laguerre Squeezed States for su(1,1) Algebra and Calogero-Sutherland Model
发现了su(1,1)代数的一类压缩态,并用作用在真空态上的指数算子和Laguerre多项式算子表示.作为特例,证明了Perelomov相干态是一个梯形算符压缩态,因而是一个最小测不准态。该理论被应用到两粒子Calogero-Sutherland模型。我们发现了一些新的压缩态,并将它们与经典轨道进行了比较。讨论了它与某些SU(1,1)量子光学系统(振幅平方实现、Holstein-Primakoff实现、双模实现和四模实现)的关系。
1996-04-05 quant-ph
Displacement-Operator Squeezed States. II. Examples of Time-Dependent Systems Having Isomorphic Symmetry Algebras
本文将前文(Ⅰ)的结果应用于谐振子、自由粒子、线性势、均匀驱动力振子和排斥振子等著名系统的压缩态的计算。对于每一个例子,位置和动量的期望值的表达式是根据初始位置和动量导出的,以及在I.确定每个系统的压缩状态的不确定性产品对时间和压缩参数的依赖性。
1996-08-07 quant-ph
A graphical description of optical parametric generation of squeezed states of light
产生强压缩态光的标准过程是在诸如LiNbO3或周期性极化KTP的电介质中的阈值以下的光学参量放大(OPA)。在这里,我们提出了一个图形描述的压缩光产生通过OPA。它可视化了介质的非线性电介质的极化与电磁量子场之间的相互作用。重点研究了光场的二阶非线性效应使光场从基态到压缩真空态和从相干态到明亮压缩态的转变。我们的图像形象地显示了量子不确定性的相位相关放大和去放大,并给出了所有传播的电磁场以及内部诱导的电介质的极化之间的相位关系。图形描述也可以用来描述通过非线性电介质的极化的高阶效应,如四波混频和光学克尔效应的光的非经典状态的产生。
2012-11-27 quant-ph
Enhanced bipartite entanglement and Gaussian quantum steering of squeezed magnon modes
本研究理论提出双腔-磁振子系统纠缠两个压缩磁振子模式的方案,利用双模压缩真空场驱动和光学参量放大器,得到强纠缠最优参数区间,验证了参数失配下的有效性并探究了纠缠转移与高斯量子导引特性。
2023-07-19 quant-ph
Quantum squeezing cannot beat the standard quantum limit
本文证明,在量子传感中,若以不使用纠缠的相同资源无法达到的精度为成功标准,则压缩态无法超越标准量子极限,单个压缩态单位时间精度不优于单个粒子。
2026-10-02 quant-ph
Preserving coherent spin and squeezed spin states of a spin-1 Bose-Einstein condensate with rotary echoes
由于杂散磁场的存在,自旋的退相是压缩自旋态精确测量的一个难题。为了抑制这种环境噪声,我们采用了一种连续的驱动协议,旋转回波,以增强自旋1的玻色-爱因斯坦凝聚体在杂散磁场的自旋相干性。我们的分析和数值计算结果表明,相干和压缩自旋态被保存了一个显着长的时间,相比自由感应衰减时间,如果条件$hτ= mπ$满足$h$的脉冲幅度和$τ$脉冲宽度。特别地,对于压缩自旋态,自旋平均和自旋压缩,包括方向和幅度,同时是固定的。我们的结果指出了一个实用的方法来实现量子测量的基础上自旋1凝聚超过标准的量子极限。
2016-11-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Improving Sensitivity of an Amplitude-Modulated Magneto-Optical Atomic Magnetometer using Squeezed Light
本研究利用偏振自旋转产生的压缩光作为探测场,结合拉莫尔频率调幅的独立泵浦,实验证实调幅磁光原子磁强计的灵敏度可提升15%,验证了调制原子磁强计的量子增强效应。
2022-07-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Reply to the Comment on ``On the uncertainty relations and squeezed states for the quantum mechanics on a circle''
在前面的评论(quant-ph/0209032)中,Trifonov对我们最近提出的圆上量子粒子的测不准关系提出了异议。他指出:(1)我们引入的代表角度不确定性的量$Δ^2(\hatϕ)$不是位置不确定性的适当度量,因此提出的不等式很难被限定为圆上的相关不确定性关系;(2)圆上最合适的不确定性关系是基于Gram-Robertson矩阵的不确定性关系。通过实例说明,这两点都是错误的。
2003-05-13 quant-ph
Growth of Schrödinger cats in particle-number measurement schemes
St. Petersburg State University(圣彼得堡国立大学);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);Russian Quantum Center(俄罗斯量子中心)
研究基于多模高斯态的光子数分辨测量生成压缩薛定谔猫态,推导两模和三模方案的状态解析表达式及保真度公式,分析振幅与探测粒子数的标度关系,并给出保真度上限及多模方案提升条件。
2026-07-03 quant-ph
Chiral cavity-magnonic system for the unidirectional emission of a tunable squeezed microwave field
该研究提出基于手性腔-磁子系统,利用双色Floquet场驱动YIG球产生边带,结合耗散磁振子模式与波导,实现可调谐压缩微波场的单向发射,且方向可调。
2023-08-30 quant-ph
Broadband squeezed light field by magnetostriction in an opto-magnomechanical
本文提出一种在光-磁-力学系统中利用磁致伸缩效应产生宽带压缩光场的新机制,该压缩光场对温度鲁棒,可用于量子精密测量等应用。
2024-02-07 physics.optics quant-ph
Asymmetric EPR Steering in a Cavity-Magnon System Generated by a Squeezed Vacuum Field and an Optical Parametric Amplifier
本文研究由压缩真空场和光学参量放大器驱动的腔-磁振子系统,发现提高OPA增益和压缩参数可增强量子纠缠与EPR导引,并通过调节光子-磁振子耦合强度实现单向EPR导引,为量子信息处理提供稳健平台。
2024-08-10 quant-ph
Open Quantum System Approach to the Gravitational Decoherence of Spin-1/2 Particles
本文采用开放量子系统方法,研究了压缩引力波与大质量粒子空间叠加态相互作用导致的退相干效应,发现特定压缩强度和压缩角的引力波能在1秒内引发1%的退相干,为探索量子引力联系及早期宇宙引力波量子属性提供了新途径。
2024-02-13 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Quantifying the mesoscopic quantum coherence of approximate NOON states and spin-squeezed two-mode Bose-Einstein condensates
我们研究了如何表征和量化近似双模NOON态和自旋压缩双模玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的介观量子相干性。我们确定了两个准则,验证非零量子相干性的量子数不同的状态之间的$n$。这些准则否定了某些量子态的混合,从而表明了一个广义的$n$ -scopic薛定谔猫型悖论。第一个标准是相关性$\langle\hat{a}^{\dagger n}\hat{b}^{n}\rangle\neq0$(这里$\hat{a}$和$\hat{b}$是每个模式的玻色子算符)。相关性表现为$n$ -粒子检测概率中的干涉条纹,并且也可以通过正交相位振幅和自旋压缩测量来测量。$\langle\hat{a}^{\dagger n}\hat{b}^{n}\rangle$的测量使得能够量化总体$n$阶量子相干性,从而提供用于高保真光子NOON态的高效验证的途径。第二个标准是基于可测量的自旋压缩参数$ξ_{N}$的量化。我们应用的标准,在有损干涉仪和双阱陷BEC的NOON状态的理论模型。通过分析现有的BEC实验,我们证明了广义原子“小猫”状态和原子量子相干性与$n\gtrapprox10$原子。
2017-03-07 quant-ph
Enhancing photon-axion conversion probability with squeezed coherent states
本文以量子场论方法处理光子-轴子转换,评估了从光子量子态到轴子量子态的转换概率,并发现压缩相干态能增强该转换概率,有助于提升轴子探测灵敏度。
2025-07-10 gr-qc hep-ph hep-th
Coherent states in a magnetic field and their generalizations
这是一个简短的回顾各种家庭的相干态和压缩态(及其推广)的带电粒子在磁场,已建成在过去的50年。虽然主要的注意力是支付给高斯态,各种家庭的非高斯态也进行了讨论,并提供了相关的参考文献。
2017-11-10 quant-ph
Achieving spin-squeezed states by quench dynamics in a quantum chain
研究了横向磁场突然量子猝灭下一维自旋1/2 XY模型中自旋压缩的时间演化。初始状态是从模型的基态相图中选择的,由横向场的临界值分离的铁和顺磁相组成。我们的分析,基于模型的精确结果,揭示了通过适当的选择协议,从非压缩态的量子猝灭可以创建自旋压缩非平衡态。我们还确定了一个非解析的长时间平均的自旋压缩参数淬火时的平衡量子临界点。这表明,铁磁和顺磁相也定义了不同的阶段,横向场如何重新分配量子涨落之间的自旋分量远离平衡。
2021-12-16 cond-mat.str-el quant-ph
Enhanced magnetic sensitivity with non-gaussian quantum fluctuations
量子传感器的精度可以在其成分纠缠时超过经典传感器。在高斯压缩态中,量子关联导致量子投影噪声降低到低于散粒噪声极限。然而,最敏感的状态涉及复杂的非高斯量子波动,使得所需的测量协议具有挑战性。在这里,我们测量的灵敏度的非经典状态的电子自旋$J = 8$的镝原子,使用光诱导的非线性自旋耦合。磁子级分辨率使我们能够达到最佳的非高斯(过压缩)状态的灵敏度,远高于压缩状态的能力和大约一半的海森堡极限。
2019-04-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Squeezed Fourier Meets Toeplitz Algebras
我们寻找新的步骤的动力学操作,可以同时压缩一些家庭的量子态,独立于它们的初始形状,诱导的软作用的外部领域,这可能会产生压缩的正则观测值$q,p$的带电粒子。此外,我们提出了一些完全可解的情况下出现的对称演化区间允许明确地找到所需的外部字段生成所需的演化算子的时间依赖性的问题。奇怪的是,我们的结果是相互关联的一个简单的,非平凡的,反交换代数的Toeplitz描述的问题更容易比经常使用的Ermakov-Milne不变量。
2017-11-17 math-ph math.MP quant-ph
Intrinsic Entropy of Squeezed Quantum Fields and Nonequilibrium Quantum Dynamics of Cosmological Perturbations
宇宙中的密度反差是由标量宇宙学扰动决定的,当用规范不变变量表示时,它包含了标量度量扰动的经典分量和暴胀子场涨落的量子分量。人们早就知道,宇宙膨胀对量子场的影响相当于压缩。因此,宇宙学扰动的熵可以在压缩量子系统的框架下进行研究。自由量子场的熵是一个看似简单而又微妙的问题。在本文中,作为不同于以往的治疗,我们解决这个问题,一个充分发展的非平衡量子场论的形式主义这样的系统。我们计算了参量量子场的协方差矩阵元,求解了密度矩阵元和Wigner函数的演化,并由此导出了冯诺伊曼熵。然后,我们明确地表明,为什么熵的压缩但封闭的系统是零,但成比例的粒子数产生后粗粒化的粒子对之间的相关性。我们还建立了我们的量子场论结果和以前的作者使用经典随机场的概率分布的结果之间的桥梁。从这一点上,我们可以看到量子场论方法明显优于随机经典场处理,因为后者错过了量子场的一些重要量子性质,如纠缠和相干。
2021-10-06 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum-enhanced rubidium atomic magnetometer based on Faraday rotation via 795-nm Stokes operator squeezed light
在Stokes算符的作用下,(也称为偏振压缩态(PSS)),实现了基于法拉第旋转的铷-87(87 Rb)原子磁力计,并对该磁力计进行了表征.利用线性p偏振亮795 nm光的偏振相干态(PCS),利用397.5 nm紫外激光泵浦亚阈值光学参量振荡器(OPO),在OPO腔内采用PPKTP块体晶体,产生了397.5 nm光束和线性s偏振压缩真空态(SVS),在分析频率10 kHz附近获得了压缩能级为-3.7的PSS。在D1线的不同跃迁、不同的频率失谐量和合理的原子蒸气室温度下,测量并比较了法拉第旋转。(散射)损失和从原子自旋噪声到探测光束偏振噪声的反作用,以保持795 nm光的Stokes算符S2的PSS的量子特性,我们必须在低于60 ℃的87 Rb蒸汽室中运行我们的磁强计,在该温度下PSS几乎被破坏。通过用平衡偏振计测量交流(AC)校准的磁场信号的信噪比来表征磁场测量的灵敏度。在原子序数密度为5.8 × 10 ~(10)/cm ~ 3,探测光相对于~(87)Rb D_1线的~ 5S_(1/2)(Fg=2)-~ 5 P_(1/2)(Fe=1)跃迁的失谐量为-400 MHz的条件下,采用Stokes算符S_2的PSS作为探测光,获得了19.5 pT/Hz_(1/2)的典型灵敏度。与以PCS为探针的灵敏度28.3pT/Hz ~(1/2)相比,初步证明了利用795 nm光的PSS实现的法拉第旋…
2021-12-06 physics.atom-ph quant-ph
Coherent State for a Relativistic Spinless Particle
本文考虑了具有标量势的Klein-Gordon方程。在Feshbach-Villars表象中,定义了线性势的湮没算符,得到了线性势的本征态。虽然在这种情况下的能级不是等距的,取决于湮灭算符的本征值,状态是接近相干和压缩的。介绍了相对论性Poschl-Teller势。它的能级是等间距的。对该势的湮没算符本征态随时间演化的相干性进行了评价。
2003-09-22 quant-ph
Harmonic states for the free particle
利用量子Arnold变换从谐振子中导出了含时自由薛定谔方程的不同族态。其中,给出了无限系列的状态,这些状态是可归一化的,扩展了整个解空间,是空间多局域的,并且是适当定义的数算子的本征态。与这些状态相关联的自由粒子的相干态和压缩态的新的集合被定义为代表旅行,压缩,多局域波包。这些态也可以在更高的维度中构建,导致了近轴波动光学的厄米-高斯态和拉盖尔-高斯态的量子力学版本。这些新的家庭的状态和程序的实验实现和操纵它们的一些应用进行了概述。
2011-07-01 math-ph math.MP quant-ph
Preparation of a superposition of squeezed coherent states of a cavity field via coupling to a superconducting charge qubit
由于辐射场在量子通信中的各种应用,在过去的几年里,辐射场的非经典态的产生变得越来越重要。在腔电动力学、囚禁离子、量子点、腔中原子等物理学分支中,产生这种非经典态的可能性已经得到证实,在这个意义上,我们将讨论微腔中超导量子比特的非经典态的产生问题。最近提出了一种利用腔场和电荷量子比特之间的可控相互作用,在腔内使用SQUID电荷量子比特来设计量子态的方法。设计这些量子态的关键因素是可调的栅极电压和施加到SQUID的经典磁场。一些模型,包括这些成分,并使用一些适当的近似,允许的相互作用和非经典状态的字段的线性化。由于已知退相干不间断地影响量子效应,并且退相干过程即使在形成量子态时也是有效的,因此,设想通过其尽可能快地生成量子叠加的过程是有趣的。在腔QED的背景下研究和量化了退相干效应,结果表明叠加量子越多,在产生量子态的过程中环境效应发生得越快。在后者的参考文献中,我们已经成功地在线性化的哈密顿通过应用适当的酉变换和某些值的参数所涉及的,我们已经表明,它是可能的,以获得特定的哈密顿。在本工作中,我们将利用这种方法制备两个压缩相干态的叠加态。
2020-03-20 quant-ph
Creating squeezed and non-classical collective motional many-body states through stroboscopic Rydberg dressing
Institut für Theoretische Physik and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen(蒂宾根大学理论物理研究所与集成量子科学技术中心);Institute for Applied Physics, University of Bonn(波恩大学应用物理研究所);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究院量子计算中心);Physikalisches Institut and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen(蒂宾根大学物理研究所与集成量子科学技术中心);School of Physics and Astronomy and Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, The University of Nottingham(诺丁汉大学物理与天文学学院及量子非平衡系统数学与理论物理中心)
提出一种利用频闪激发里德堡态耦合原子运动的方法,集体压缩原子间位移模式,减少距离波动至运动真空态以下,并产生具有维格纳负性的非经典态,有望提高量子门保真度和用于量子增强计量。
2026-06-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamical Casimir effect for magnons in a spinor Bose-Einstein condensate
自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中的磁振子受驱动磁场的激发与动力学Casimir效应有密切的相似性。依赖于时间的外部磁场放大了凝聚态磁基态的量子涨落,导致系统的磁化。磁化发生在垂直于磁场的方向上,从而破坏旋转对称性。这种现象的数值证明和激发的量子场被压缩。
2008-05-15 cond-mat.other quant-ph
Quantum Locking of Intrinsic Spin Squeezed State in Earth-field-range Magnetometry
针对地磁场范围中非线性 Zeeman 效应导致内禀自旋压缩态振荡、难以观测和传感的问题,提出量子锁定技术以形成持久 SSS,从而量子增强磁力仪灵敏度。
2024-10-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph