在解析真空拉比分裂极限下自旋压缩的耗散生成
在强对称性存在下利用耗散,近期已成为在原子钟中产生纠缠的一条有前景的途径。然而,先前的方案依赖于腔光子可被绝热消除的机制,这极大地限制了它们对实验相关的腔量子电动力学(腔QED)机制的适用性,而这些机制处于或接近解析真空拉比劈裂机制。该团队表明,即使腔光子积极参与动力学过程,也能实现对称性保护的耗散自旋压缩,从而扩展了该方案的实验相关性。该团队研究了一个由 \(^{87}\mathrm{Sr}\) 原子组成的三能级系综,该系综在解析真空拉比劈裂机制下与一个光学腔耦合,并证明,通过驱动幅度和失谐的平滑斜坡,驱动-耗散动力学进入一个稳定的低光子机制,在该机制中,非绝热腔激发和扇区分辨的光子泄漏可以得到控制。在这个低光子工作窗口内,扇区分辨的光子泄漏被抑制,而扇区依赖的几何相位实现了有效的一轴扭转。在协议结束时,通过关闭驱动,纠缠也可以被高效地直接转移到长寿命的钟态上。对于实验上现实的参数,该团队从理论上表明,对于 \(10^5\) 个原子,可以产生超过 \(25\,\mathrm{dB}\) 的压缩,紧密趋近于理想一轴扭转变换标度 \(\xi_{\min}^2 \propto N^{-2/3}\)。在固定协同性下,优化后的压缩与未解析机制下的实现大致相当,而解析机制下的实现则在显著更短的物理时间尺度上达到相当的压缩。这些结果确立了对称性保护的耗散动力学作为在光钟平台中实现超越标准量子极限性能的一条实用途径。

