基于高斯压缩态的双阱量子干涉仪优化

具有高斯数差压缩输入态的 Mach-Zender 干涉仪可以在大相位区间内表现出亚散粒噪声相位分辨率。我们获得了给定相位区间 $\Delta\theta_0$ 和粒子数 $N$ 下的最佳压缩水平，随着 $\Delta\theta_0$ 趋近于 10/N，所得的相位估计不确定度平滑地趋近于 $3.5/N$，这是在接近 Fock 态区域的高度压缩态下实现的。随后，我们分析了一种自适应测量方案，该方案允许以 $3.5/N$ 的精度测量 $(-\pi/2,\pi/2)$ 上的任意相位，仅需少量测量，即使对于非常大的 $N$ 也是如此。我们得到了渐近标度律 $\Delta\theta\approx (2.1+3.2\ln(\ln(N_{tot}\tan\Delta\theta_0)))/N_{tot}$，最终精度约为 $10/N_{tot}$。该方案易于在双阱 Bose-Einstein 凝聚体系统中实现，因为最佳输入态可以通过对双阱基态进行绝热操纵获得。