自旋凝聚体中的普适自旋压缩动力学

大规模纠缠态的产生是下一代量子技术的主要目标之一，在纠缠辅助量子传感方面具有直接的应用潜力。由对磁场敏感的大内自旋原子组成的超冷自旋气体，为实现这一目标提供了一个非常有前景的平台。在此，我们证明自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中的固有自旋改变碰撞，结合任意的二次塞曼位移，可以按照著名的单轴扭转模型的普适范式，在系综的集体自旋中产生可扩展的自旋压缩。当位移较小时，压缩动力学由二次塞曼位移驱动；当位移较大时，则由自旋改变碰撞以频闪压缩的形式驱动。关闭塞曼位移会冻结集体自旋动力学，从而使随后的集体自旋动力学可以唯一地由待感测的外部场控制。我们的理论结果为在纠缠基础研究以及先进计量应用中利用大自旋自旋玻色气体铺平了道路。