通过原子对与腔光子的集体耦合工程化相互作用以实现纠缠生成

工程化原子间的相互作用对于控制新相的物质阶段以及高效准备众多纠缠态至关重要，这些纠缠态是量子通信、计算和测量领域的关键资源。本文提出了一种通过在色散 regime 下将驱动的原子对通过分子态耦合到光学腔光子，从而实现有效的光子场依赖势的方案。以举例说明，我们通过分析量子费米信息，展示了此类诱导的相互作用可在光学腔中的两模超冷玻色子中产生鲁棒的众多纠缠态。通过调节光子诱导的相互作用，我们识别了在减缓因光子损耗导致的相干性衰减的条件，以实现在更短时间尺度上准备高度纠缠态。我们的结果表明，纠缠形成速率随着光子数和原子数的显著增长，显著缩短了相对于裸原子相互作用的时间尺度。我们还识别了一个最优测量，用于在面对显著光子损耗的干涉仪协议中利用原子态的计量潜力，达到量子克拉默森下界。此外，我们展示尽管存在这些损耗，原子态仍表现出强烈的贝尔相关性。我们的结果为工程化原子间相互作用以研究光与物质混合体系中的新相，以及为开发新的量子技术协议和量子力学基本检验提供了可能性。