MARC

 008250224s2024        us  ||||||||||||||c||eng  d
■001000017164903
■00520250211153101
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798346390480
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31652069
■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordyx378yk5843
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a910.285
■1001  ▼aCooper,  Eric  Scott.
■24510▼aProgrammable  Entanglement  of  Atomic  Ensembles  for  Quantum  Metrology.
■260    ▼a[S.l.]▼bStanford  University.  ▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a126  p.
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Schleier-Smith,  Monika.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2024.
■520    ▼aState  of  the  art  atomic  sensors  typically  consist  of  many  atoms  working  in  parallel.  When  engineered  to  eliminate  technical  noise,  these  sensors  approach  the  standard  quantum  limit  set  by  the  quantum  projection  noise  of  independent  atoms.  Optical  cavities  enable  single-parameter  sensing  beyond  this  limit  by  efficiently  generating  all-to-all  entanglement.  However,  extending  quantum  advantage  to  tasks  like  imaging  or  sensor  networks  requires  additional  spatial  control  over  entanglement.  In  this  thesis,  we  combine  global  cavity-mediated  interactions  with  local  spin  rotations  to  generate  and  leverage  structured,  non-local  entanglement  for  multimode  quantum  metrology.In  our  system,  all-to-all  interactions  mediated  by  an  optical  cavity  produce  spin-nematic  squeezing.  This  form  of  squeezing,  which  leverages  the  spin-1  nature  of  the  ground  state  of  rubidium  atoms,  is  robust  against  sources  of  technical  noise  including  global  magnetic  field  drift.  These  robust  dynamics,  previously  demonstrated  with  collisional  interactions  in  spinor  condensates,  are  a  useful  tool  for  exploring  novel  metrology  protocols.  In  particular,  we  leverage  these  dynamics  in  echo-based  interferometry  sequences,  demonstrating  up  to  6  dB  of  metrological  gain  by  using  interactions  both  to  generate  entanglement  and  to  amplify  displacements  before  readout.By  interspersing  global  interactions  with  local  rotations,  we  can  either  localize  entanglement  to  within  subsystems  or  demonstrate  non-local  entanglement.  In  system  sizes  of  up  to  four  ensembles,  we  have  demonstrated  that  this  scheme  produces  continuous  variable  graph  states  with  provable  entanglement  structures  (specified  by  the  graph)  and  metrologically  useful  multimode  spin  squeezing.  By  using  a  magnetic  field  gradient  to  perform  local  rotations  among  up  to  18  ensembles,  we  have  also  generated  exotic  effective  geometries,  including  a  Mobius  ladder  and  a  treelike  graph  inspired  by  quantum  models  for  spacetime.  This  demonstrates  the  scalability  of  our  approach  to  generating  structured  entangled  states  for  quantum  metrology.Combining  programmable  entanglement  with  interaction-based  readout  enables  multiparameter  estimation  protocols.  In  particular,  we  show  that  a  two  mode  squeezed  state,  involving  entanglement  between  a  sensor  and  an  ancilla,  can  be  used  to  simultaneously  sense  displacements  in  conjugate  variables.  This  scheme  circumvents  the  limit  for  local  sensors  set  by  the  Heisenberg  uncertainty  principle.  Interaction-based  readout  is  key  to  this  protocol,  allowing  non-destructive  readout  of  the  two  squeezed  modes  without  unnecessary  quantum  back-action.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aGlobal  positioning  systems--GPS.
■650  4▼aInterferometry.
■650  4▼aScience  education.
■650  4▼aClocks  &  watches.
■650  4▼aMagnetic  fields.
■650  4▼aPandemics.
■650  4▼aGravitational  waves.
■650  4▼aEnergy.
■650  4▼aTheory  of  relativity.
■650  4▼aReproducibility.
■650  4▼aAtoms  &  subatomic  particles.
■650  4▼aAerospace  engineering.
■650  4▼aAstrophysics.
■650  4▼aAtomic  physics.
■650  4▼aElectromagnetics.
■650  4▼aEpidemiology.
■650  4▼aOptics.
■650  4▼aTheoretical  physics.
■690    ▼a0791
■690    ▼a0714
■690    ▼a0538
■690    ▼a0596
■690    ▼a0748
■690    ▼a0607
■690    ▼a0766
■690    ▼a0752
■690    ▼a0753
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-05B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164903▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서