玻色-爱因斯坦凝聚体集体光散射的非相干量子反馈控制

众所周知，在环形腔存在的情况下，均匀原子系综的光散射会变得不稳定，导致集体原子反冲激光。这是腔正反馈的结果。我们提议基于散射光光电探测添加一个额外的电子反馈回路。其优势在于选择反馈算法具有极大的灵活性，因为电信号处理已非常成熟。在本文中，我们探讨这种反馈在玻色-爱因斯坦凝聚态原子中的应用，并研究由非相干反馈作用引起的量子噪声。我们表明，尽管基于光电探测的反馈不改变初始均匀分布相对于小扰动的局部稳定性，但它减小了均匀平衡点的吸引域。反馈诱导的非线性使得量子涨落能够将系统带出稳定区域，并导致指数增长，即使均匀态在没有反馈时是全局稳定的。利用反馈主方程的数值解，我们表明在激发的原子和光模式的正交分量中没有反馈诱导的噪声。然而，反馈回路给这些模式的量子数引入了额外的噪声。重要的是，反馈提供了将调制的BEC置于腔内以及调谐散射光相位的机会。这可在精密测量和量子模拟中找到应用。