Kasevich-Chu原子干涉仪在运动压缩态下的量子增强与多普勒抑制

Kasevich-Chu干涉仪中内部与外部原子自由度的混合,使得在量子标准极限下显著提升灵敏度成为可能。通过引入运动压缩态作为输入,该团队系统推导了两种测量协议在任意强度多普勒效应下的量子Fisher信息与经典Fisher信息的计算框架。通过最大化对应的经典Fisher信息,获得了最优控制参数及相应的量子Fisher信息。对于布居数测量,通过增大原子相干长度,最大灵敏度可达半经典极限的四倍。对于布居数与位置的联合测量,量子增强与多普勒抑制之间的竞争产生了两种或三种行为:在一种情形下,即使存在强多普勒展宽效应,量子增强仍占主导地位,灵敏度显著提升;而在另一种情形下,观察到存在一个最优压缩参数,使得经典Fisher信息达到最大值。该研究结果清晰展示了外部量子增强对多普勒抑制的鲁棒性。该方案可便捷应用于移动平台的重力仪,其中噪声引起的退相干会破坏内部自旋压缩的多体纠缠。
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提交arXiv: 2026-06-15 12:23

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