光学腔中多能级原子的驱动耗散四模压缩

我们利用囚禁于驱动共振光学腔中的多能级原子来产生可扩展的多模压缩态，用于量子传感与计量。尽管超辐射或集体耗散发射本身在光学腔中通常是纠缠生成的有害效应，但在存在额外驱动时，它也可用作纠缠资源。在最近的工作[Phys. Rev. Lett. 132, 033601 (2024)]中，我们描述了一种在仅含一种相关偏振的六能级系统暗态中耗散生成两模压缩的协议。我们那里展示了最多可压缩两个正交分量。此处，我们发展了一种广义解析处理方法，以计算任意多能级系统中的压缩，其中原子可通过向腔中两个偏振模式发射光而集体衰变。我们证明，在这一更一般的系统中最多可获得四个自旋压缩正交分量。我们研究了有限尺寸效应如何限制可达压缩，并解析计算了随$N$的标度关系。我们的发现易于在当前的碱土类原子光学腔实验中检验。