腔反馈原子纠缠的极限：从弱耦合到强耦合
量子物理
2015-07-28 v1
摘要
我们从理论上研究了通过腔反馈可获得的原子系综纠缠态，将原子-光耦合从弱到强变化，并包含对退相干的系统性处理。对于小原子系综的强耦合区域，系统被腔损耗驱动进入一种长寿命、高度纠缠的多体态，我们解析地刻画了该态。对于大系综的弱耦合区域，我们通过解析地优化耦合和原子数，找到了可实现的最大自旋压缩。这种压缩受到自发辐射的根本限制，达到一个与原子数无关的常数值。在多体系统中利用纠缠具有基础意义[1]，并且是量子增强技术的关键要求，特别是量子计量学[2]。在这方面，许多努力致力于在原子系综中制备纠缠态，因为它们具有高度相干性和精密测量的潜力。自旋压缩态以及粒子数态已通过基于原子场中存在非线性的相干演化[3--5]或基于量子非破坏测量[6--8]的方法产生。在第一类方法中，腔反馈[5, 9]是最有前途的方法之一：它已经允许创建高度压缩态[5]，并且由原子-腔耦合引入的有效非线性可以容易地关闭，使其对计量应用非常有吸引力。在本快报中，我们分析了在不同耦合区域（从弱到强）中可通过腔反馈产生的纠缠态，推导了计量增益的最终极限，将压缩优化扩展到未探索的参数值领域。在优化了耦合强度和原子数之后，我们发现最大压缩极限仅取决于原子结构。
引用
@article{arxiv.1507.07512,
title = {Limits of atomic entanglement by cavity-feedback : from weak to strong coupling},
author = {Krzysztof Pawlowski and Jérôme Estève and Jakob Reichel and Alice Sinatra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.07512},
year = {2015}
}