Quantum Rabi interferometri av rörelse och strålning

Quantum Rabi interferometri av rörelse och strålning

Tidsstämpel: 31 maj 2023 10:03
Källnod: 2691521

Kimin Park1,2, Petr Marek1, Ulrik L. Andersen2, och Radim Filip1

1Institutionen för optik, Palacky University, 77146 Olomouc, Tjeckien
2Center for Macroscopic Quantum States (bigQ), Institutionen för fysik, Danmarks Tekniska Universitet, Byggnad 307, Fysikvej, 2800 Kgs. Lyngby, Danmark

Hitta det här uppsatsen intressant eller vill diskutera? Scite eller lämna en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Den exakta bestämningen av en förskjutning av en mekanisk oscillator eller ett mikrovågsfält i en förutbestämd riktning i fasutrymmet kan utföras med fångade joner respektive supraledande kretsar genom att koppla oscillatorn med ancilla qubits.

Genom den kopplingen överförs förskjutningsinformationen till qubitarna som sedan läses ut. Emellertid har entydig uppskattning av förskjutning i en okänd riktning i fasutrymmet inte försökts i sådana oscillator-qubit-system. Här föreslår vi en hybridoscillator-qubit-interferometrisk uppsättning för entydig uppskattning av fasutrymmesförskjutningar i en godtycklig riktning, baserat på möjliga Rabi-interaktioner bortom den roterande vågapproximationen. Genom att använda en sådan hybrid Rabi-interferometer för kvantavkänning visar vi att prestandan är överlägsen de som uppnås med singelmodsuppskattningssystem och en konventionell interferometer baserad på Jaynes-Cummings-interaktioner. Dessutom finner vi att känsligheten hos Rabi-interferometern är oberoende av den termiska ockupationen av oscillatorläget, och kylning av den till marktillståndet innan avkänning krävs inte. Vi utför också en grundlig undersökning av effekten av qubit-avfasning och oscillatortermalisering. Vi tycker att interferometern är ganska robust och överträffar olika benchmark-uppskattningar även för stor avfasning och termalisering.

Populär sammanfattning

Vi har utvecklat en ny hybridoscillator-qubit-interferometrisk uppsättning som möjliggör entydig uppskattning av fasutrymmesförskjutningar i vilken riktning som helst, vilket förbättrar tidigare metoder som var begränsade till förutbestämda riktningar. Detta innovativa tillvägagångssätt, som kallas Rabi-interferometern, erbjuder överlägsen prestanda jämfört med enkellägesuppskattningssystem och konventionella interferometrar. Noterbart kräver den inte kylning av oscillatorn till marktillståndet, och den förblir robust även i närvaro av qubit-avfasning och oscillatortermalisering. Detta framsteg inom kvantavkänning kan ha betydande konsekvenser för en rad tillämpningar.

► BibTeX-data

► Referenser

[1] CL Degen, F. Reinhard och P. Cappellaro, “Quantum sensing” Reviews of Modern Physics 89, 035002 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1103/​REVMODPHYS.89.035002/​

[2] Vittorio Giovannetti, Seth Lloyd och Lorenzo MacCone, "Advances in quantum metrology" Nature Photonics 5, 222–229 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2011.35

[3] Jasminder S Sidhuand Pieter Kok "Geometriskt perspektiv på kvantparameteruppskattning" AVS Quantum Science 2, 014701 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 1.5119961

[4] Zeeshan Ahmed, Yuri Alexeev, Giorgio Apollinari, Asimina Arvanitaki, David Awschalom, Karl K. Berggren, Karl Van Bibber, Przemyslaw Bienias, Geoffrey Bodwin, Malcolm Boshier, Daniel Bowring, Davide Braga, Karen Byrum, Gustavo Cancelo, Gianpaolo Carosi, Tom Cecilo , Clarence Chang, Mattia Checchin, Sergei Chekanov, Aaron Chou, Aashish Clerk, Ian Cloet, Michael Crisler, Marcel Demarteau, Ranjan Dharmapalan, Matthew Dietrich, Junjia Ding, Zelimir Djurcic, John Doyle, James Fast, Michael Fazio, Peter Fierlinger, Hal Finkel, Patrick Fox, Gerald Gabrielse, Andrei Gaponenko, Maurice Garcia-Sciveres, Andrew Geraci, Jeffrey Guest, Supratik Guha, Salman Habib, Ron Harnik, Amr Helmy, Yuekun Heng, Jason Henning, Joseph Heremans, Phay Ho, Jason Hogan, Johannes Hubmayr, David Hume, Kent Irwin, Cynthia Jenks, Nick Karonis, Raj Kettimuthu, Derek Kimball, Jonathan King, Eve Kovacs, Richard Kriske, Donna Kubik, Akito Kusaka, Benjamin Lawrie, Konrad Lehnert, Paul Lett, Jonathan Lewis, Pavel Lougovski, Larry Lurio, Xuedan Ma, Edward May, Petra Merkel, Jessica Metcalfe, Antonino Miceli, Misun Min, Sandeep Miryala, John Mitchell, Vesna Mitrovic, Holger Mueller, Sae Woo Nam, Hogan Nguyen, Howard Nicholson, Andrei Nomerotski, Michael Norman, Kevin O'Brien, Roger O'Brient, Umeshkumar Patel, Bjoern Penning, Sergey Perverzev, Nicholas Peters, Raphael Pooser, Chrystian Posada, James Proudfoot, Tenzin Rabga, Tijana Rajh, Sergio Rescia, Alexander Romanenko, Roger Rusack, Monika Schleier-Smith, Keith Schwab, Julie Segal, Ian Shipsey, Erik Shirokoff, Andrew Sonnenschein, Valerie Taylor, Robert Tschirhart, Chris Tully, David Underwood, Vladan Vuletic, Robert Wagner, Gensheng Wang, Harry Weerts, Nathan Woollett, Junqi Xie, Volodymyr Yefremenko, John Zasadzinski , Jinlong Zhang, Xufeng Zhang och Vishnu Zutshi, "Quantum Sensing for High Energy Physics" (2018).
arXiv: 1803.11306

[5] Domenico D'Alessandro "Introduction to Quantum Control and Dynamics" Chapman Hall/​CRC (2021).
https: / / doi.org/ 10.1201 / 9781003051268

[6] S. Pirandola, BR Bardhan, T. Gehring, C. Weedbrook och S. Lloyd, "Advances in photonic quantum sensing" Nature Photonics 12, 724–733 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41566-018-0301-6

[7] Xueshi Guo, Casper R. Breum, Johannes Borregaard, Shuro Izumi, Mikkel V. Larsen, Tobias Gehring, Matthias Christandl, Jonas S. Neergaard-Nielsen och Ulrik L. Andersen, "Distribuerad kvantavkänning i ett kontinuerligt-variabelt entangled nätverk" Naturfysik 2019 16:3 16, 281–284 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0743-x

[8] BJ Lawrie, PD Lett, AM Marino och RC Pooser, "Quantum Sensing with Squeezed Light" ACS Photonics 6, 1307–1318 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1021 / acsphotonics.9b00250

[9] Emanuele Polino, Mauro Valeri, Nicolò Spagnolo och Fabio Sciarrino, "Photonic quantum metrology" AVS Quantum Science 2, 024703 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0007577

[10] Rafal Demkowicz-Dobrzański, Marcin Jarzyna och Jan KoÅ‚odyński, "Kapitel fyra – Quantum Limits in Optical Interferometry" Elsevier (2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / bs.po.2015.02.003

[11] LIGO Scientific Collaborationand Virgo Collaboration "Observation av gravitationsvågor från en binär svart håls sammanslagning" Physical Review Letters 116, 061102 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.061102

[12] BP Abbott, R Abbott, TD Abbott och S Abraham et al.s, "Prospects for observation and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA" Living Rev Relativ (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s41114-020-00026-9

[13] C. Lang, C. Eichler, L. Steffen, JM Fink, MJ Woolley, A. Blais och A. Wallraff, "Correlations, indistinguishability and entanglement in Hong-Ou-Mandel experiments at microwave frequency" Nature Physics 9, 345– 348 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2612

[14] Yvonne Y. Gao, Brian J. Lester, Yaxing Zhang, Chen Wang, Serge Rosenblum, Luigi Frunzio, Liang Jiang, SM Girvin och Robert J. Schoelkopf, "Programmerbar interferens mellan två mikrovågskvantumminnen" Physical Review X 8 (2018) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021073

[15] Kai Bongs, Michael Holynski, Jamie Vovrosh, Philippe Bouyer, Gabriel Condon, Ernst Rasel, Christian Schubert, Wolfgang P. Schleich och Albert Roura, "Taking atom interferometric quantum sensors from the laboratory to real world applications" Nature Reviews Physics 1, 731–739 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-019-0117-4

[16] Alexander D. Cronin, Jörg Schmiedmayer och David E. Pritchard, "Optik och interferometri med atomer och molekyler" Recensioner av modern fysik 81, 1051–1129 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1051

[17] Luca Pezzè, Augusto Smerzi, Markus K. Oberthaler, Roman Schmied och Philipp Treutlein, "Quantum metrology with nonclassical states of atomic ensembles" Reviews of Modern Physics 90 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.035005

[18] Bing Chen, Cheng Qiu, Shuying Chen, Jinxian Guo, LQ Chen, ZY Ou och Weiping Zhang, "Atom-Light Hybrid Interferometer" Physical Review Letters 115, 043602 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.043602

[19] Mankei Tsangand Carlton M. Caves "Koherent Quantum-Noise Cancellation for Optomechanical Sensors" Phys. Rev. Lett. 105, 123601 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.123601

[20] Ali Motazedifard, A. Dalafi och MH Naderi, "Ultraprecision kvantavkänning och mätning baserad på olinjära hybridoptomekaniska system som innehåller ultrakalla atomer eller atomärt Bose-Einstein-kondensat" AVS Quantum Science 3, 24701 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0035952/997321

[21] F. Bemani, O. Černotík, L. Ruppert, D. Vitali och R. Filip, "Kraftavkänning i ett optomekaniskt system med återkopplingskontrollerat in-loopljus" Phys. Rev. Appl. 17, 034020 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.17.034020

[22] DA Dalvit, RL Filho och F Toscano, "Kvantmetrologi vid Heisenberggränsen med jonfälla rörelsekompasstillstånd" New Journal of Physics 8, 276–276 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​8/​11/​276

[23] Kasper Duivenvoorden, Barbara M. Terhal och Daniel Weigand, "Single-mode displacement sensor" Phys. Rev. A 95, 012305 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.012305

[24] Daniel Braun, Gerardo Adesso, Fabio Benatti, Roberto Floreanini, Ugo Marzolino, Morgan W. Mitchell och Stefano Pirandola, "Quantum-enhanced measurements without entanglement" Reviews of Modern Physics 90, 1–52 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.035006

[25] Fabian Wolf, Chunyan Shi, Jan C. Heip, Manuel Gessner, Luca Pezzè, Augusto Smerzi, Marius Schulte, Klemens Hammerer och Piet O. Schmidt, "Motionella Fock-tillstånd för kvantförstärkta amplitud- och fasmätningar med fångade joner" Nature Communications 10 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-10576-4

[26] Katherine C. McCormick, Jonas Keller, Shaun C. Burd, David J. Wineland, Andrew C. Wilson och Dietrich Leibfried, "Quantum-enhanced sensing of a single-ion mechanical oscillator." Nature 572, 86–90 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-019-1421-y

[27] Shavindra P. Premaratne, FC Wellstood och BS Palmer, "Mikrovågsfoton Fock state generation by stimulated Raman adiabatic passage" Nature Communications 8 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms14148

[28] W. Wang, L. Hu, Y. Xu, K. Liu, Y. Ma, Shi Biao Zheng, R. Vijay, YP Song, LM Duan och L. Sun, “Converting Quasiclassical States into Godtyckliga Fock State Superpositions in a Superconducting Circuit” Physical Review Letters 118 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.223604

[29] Wolfgang Pfaff, Christopher J. Axline, Luke D. Burkhart, Uri Vool, Philip Reinhold, Luigi Frunzio, Liang Jiang, Michel H. Devoret och Robert J. Schoelkopf, "Kontrollerad frisättning av multifotonkvanttillstånd från ett minne i mikrovågshåligheten" Nature Physics 13, 882–887 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys4143

[30] Mario F. Gely, Marios Kounalakis, Christian Dickel, Jacob Dalle, Rémy Vatré, Brian Baker, Mark D. Jenkins och Gary A. Steele, "Observation and stabilization of photonic Fock states in a hot radio-frequency resonator" Science 363, 1072–1075 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaw3101

[31] Yiwen Chu, Prashanta Kharel, Taekwan Yoon, Luigi Frunzio, Peter T. Rakich och Robert J. Schoelkopf, "Creation and control of multi-phonon Fock states in a bulk acoustic-wave resonator" Nature 563, 666–670 (2018) .
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-018-0717-7

[32] Dany Lachance-Quirion, Yutaka Tabuchi, Seiichiro Ishino, Atsushi Noguchi, Toyofumi Ishikawa, Rekishu Yamazaki och Yasunobu Nakamura, "Resolving quanta of collective spin excitations in a millimeter-sized ferromagnet" Science Advances 3 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1603150

[33] SP Wolski, D. Lachance-Quirion, Y. Tabuchi, S. Kono, A. Noguchi, K. Usami och Y. Nakamura, "Dissipation-Based Quantum Sensing of Magnons with a Superconducting Qubit" Phys. Rev. Lett. 125, 117701 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.117701

[34] Dany Lachance-Quirion, Samuel Piotr Wolski, Yutaka Tabuchi, Shingo Kono, Koji Usami och Yasunobu Nakamura, "Entanglement-based single-shot detection of a single magnon with a supraconducting qubit" Science 367, 425–428 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1126/​science.aaz9236

[35] Akash V. Dixit, Srivatsan Chakram, Kevin He, Ankur Agrawal, Ravi K. Naik, David I. Schuster och Aaron Chou, "Searching for Dark Matter with a Superconducting Qubit" Phys. Rev. Lett. 126, 141302 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.141302

[36] Zhixin Wang, Mingrui Xu, Xu Han, Wei Fu, Shruti Puri, SM Girvin, Hong X. Tang, S. Shankar och MH Devoret, "Quantum Microwave Radiometry with a Superconducting Qubit" Phys. Rev. Lett. 126, 180501 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.180501

[37] M. Kristen, A. Schneider, A. Stehli, T. Wolz, S. Danilin, HS Ku, J. Long, X. Wu, R. Lake, DP Pappas, AV Ustinov och M. Weides, "Amplitud och frekvens avkänning av mikrovågsfält med en supraledande transmon qudit” npj Quantum Information 2020 6:1 6, 1–5 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-020-00287-w

[38] W. Wang, ZJ Chen, X. Liu, W. Cai, Y. Ma, X. Mu, X. Pan, Z. Hua, L. Hu, Y. Xu, H. Wang, YP Song, XB Zou, CL Zou och L. Sun, "Quantum-enhanced radiometry via approximate quantum error correction" Nature Communications 2022 13:1 13, 1–8 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-022-30410-8

[39] W. Wang, Y. Wu, Y. Ma, W. Cai, L. Hu, X. Mu, Y. Xu, Zi Jie Chen, H. Wang, YP Song, H. Yuan, CL Zou, LM Duan och L. Sun, "Heisenberg-begränsad singelmods kvantmetrologi i en supraledande krets" Nature Communications 10 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-12290-7

[40] Kimin Park, Changhun Oh, Radim Filip och Petr Marek, "Optimal uppskattning av konjugatförskjutningar i position och momentum genom klassiskt korrelerade sonder och mätningar" Phys. Rev. Appl. 18, 014060 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.18.014060

[41] Meixiu Li, Tao Chen, J. Justin Gooding och Jingquan Liu, "Review of carbon and graphene quantum dots for sensing" ACS Sensors 4, 1732–1748 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1021/​acssensors.9b00514

[42] Romana Schirhagl, Kevin Chang, Michael Loretz och Christian L. Degen, "Nitrogen-vacancy centers in diamond: Nanoscale sensors for physics and biology" Annual Review of Physical Chemistry 65, 83–105 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-physchem-040513-103659

[43] D. Kienzler, C. Flühmann, V. Negnevitsky, H.-Y. Lo, M. Marinelli, D. Nadlinger och JP Home, "Observation av kvantinterferens mellan separata mekaniska oscillatorvågpaket" Phys. Rev. Lett. 116, 140402 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.140402

[44] Colin D. Bruzewicz, John Chiaverini, Robert McConnell och Jeremy M. Sage, "Fångad-jonkvantberäkning: Framsteg och utmaningar" Applied Physics Reviews 6 (2019) 021314.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5088164

[45] C. Flühmann, TL Nguyen, M. Marinelli, V. Negnevitsky, K. Mehta och JP Home, "Encoding a qubit in a catchd-ion mechanical oscillator" Nature 2019 566:7745 566, 513–517 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-0960-6

[46] G Wendin "Quantum information processing with supraconducting circuits: a review" Reports on Progress in Physics 80, 106001 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​aa7e1a

[47] Xiu Gu, Anton Frisk Kockum, Adam Miranowicz, Yu xi Liu och Franco Nori, "Mikrovågsfotonik med supraledande kvantkretsar" Fysikrapporter 718-719, 1–102 (2017) Mikrovågsfotonik med supraledande kvantkrets.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2017.10.002

[48] S. Touzard, A. Kou, NE Frattini, VV Sivak, S. Puri, A. Grimm, L. Frunzio, S. Shankar och MH Devoret, "Gated Conditional Displacement Readout of Superconducting Qubits" Physical Review Letters 122, 080502 ( 2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.080502

[49] Alexandre Blais, Steven M. Girvin och William D. Oliver, "Quantum information processing and quantum optics with circuit quantum electrodynamics" Nature Physics 16, 247–256 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-0806-z

[50] P. Campagne-Ibarcq, A. Eickbusch, S. Touzard, E. Zalys-Geller, NE Frattini, VV Sivak, P. Reinhold, S. Puri, S. Shankar, RJ Schoelkopf, L. Frunzio, M. Mirrahimi och MH Devoret, "Quantum error correction of a qubit encoded in grid states of a oscillator" Nature 2020 584:7821 584, 368–372 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-020-2603-3

[51] AA Clerk, KW Lehnert, P. Bertet, JR Petta och Y. Nakamura, "Hybrid quantum systems with circuit quantum electrodynamics" Nature Physics 2020 16:3 16, 257–267 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-020-0797-9

[52] Sangil Kwon, Akiyoshi Tomonaga, Gopika Lakshmi Bhai, Simon J. Devitt och Jaw Shen Tsai, "Gate-based supraconducting quantum computing" Journal of Applied Physics 129 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0029735

[53] Alexandre Blais, Arne L Grimsmo, SM Girvin och Andreas Wallraff, "Circuit quantum electrodynamics" Reviews of Modern Physics 93 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.93.025005

[54] SC Burd, R Srinivas, JJ Bollinger, AC Wilson, DJ Wineland, D Leibfried, DH Slichter och DTC Allcock, "Quantum amplification of mechanical oscillator motion" Science 364, 1163–1165 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaw2884

[55] Norman F. Ramsey "A new molecular beam resonance method" Physical Review 76, 996 (1949).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.76.996

[56] F. Riehle, Th Kisters, A. Witte, J. Helmcke och Ch J. Bordé, "Optical Ramsey spectroscopy in a rotating frame: Sagnac effect in a matter-wave interferometer" Physical Review Letters 67, 177–180 (1991) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.177

[57] Malo Cadoret, Estefania De Mirandes, Pierre Cladé, Saïda Guellati-Khélifa, Catherine Schwob, François Nez, Lucile Julien och François Biraben, "Combination of blochoscillations with a Ramsey-Bordé interferometer: New deermination of the fine structure constant" Physical Review Brev 101 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.230801

[58] A. Arias, G. Lochead, TM Wintermantel, S. Helmrich och S. Whitlock, "Realization of a Rydberg-dressed Ramsey Interferometer and Electrometer" Phys. Rev. Lett. 122, 053601 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.053601

[59] D. Leibfried, MD Barrett, T. Schaetz, J. Britton, J. Chiaverini, WM Itano, JD Jost, C. Langer och DJ Wineland, "Toward Heisenberg-limited spectroscopy with multiparticle entangled states" Science 304, 1476–1478 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1097576

[60] M. Brownnutt, M. Kumph, P. Rabl och R. Blatt, "Mätningar av jonfällor av elektriskt fältbrus nära ytor" Recensioner av Modern Physics 87, 1419 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.87.1419

[61] Jacob Hastrup, Kimin Park, Jonatan Bohr Brask, Radim Filip och Ulrik Lund Andersen, ”Mätningsfri preparering av nättillstånd” npj Quantum Information 2021 7:1 7, 1–8 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-020-00353-3

[62] Jacob Hastrup, Kimin Park, Radim Filip och Ulrik Lund Andersen, "Ovillkorlig förberedelse av pressat vakuum från Rabi-interaktioner" Phys. Rev. Lett. 126, 153602 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.153602

[63] Kimin Park, Petr Marek och Radim Filip, "Deterministiska olinjära fasgrindar inducerade av en enda qubit" New Journal of Physics 20, 053022 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​AABB86

[64] Kimin Park, Jacob Hastrup, Jonas Schou Neergaard-Nielsen, Jonatan Bohr Brask, Radim Filip och Ulrik L. Andersen, ”Slowing quantum decoherence of oscillators by hybrid processing” npj Quantum Information 2022 8:1 8, 1–8 (2022) .
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-022-00577-5

[65] Jacob Hastrup, Kimin Park, Jonatan Bohr Brask, Radim Filip och Ulrik Lund Andersen, "Universal Unitary Transfer of Continuous-Variable Quantum States into a Few Qubits" Physical Review Letters 128, 110503 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.110503

[66] Myung-Joong Hwang, Ricardo Puebla och Martin B. Plenio, "Quantum Phase Transition and Universal Dynamics in the Rabi Model" Phys. Rev. Lett. 115, 180404 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.180404

[67] MLL Cai, ZDD Liu, WDD Zhao, YKK Wu, QXX Mei, Y. Jiang, L. He, X. Zhang, ZCC Zhou och LMM Duan, "Observation av en kvantfasövergång i kvant-Rabi-modellen med en enda instängd ion” Nature Communications 12, 1126 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-021-21425-8

[68] C. Hempel, BP Lanyon, P. Jurcevic, R. Gerritsma, R. Blatt och CF Roos, "Entanglement-enhanced detection of single-photon scattering events" Nature Photonics 7, 630–633 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2013.172

[69] Kevin A. Gilmore, Matthew Affolter, Robert J. Lewis-Swan, Diego Barberena, Elena Jordan, Ana Maria Rey och John J. Bollinger, "Kvantumförbättrad avkänning av förskjutningar och elektriska fält med tvådimensionella fångade jonkristaller" Science 373, 673–678 (2021).
https://​doi.org/​10.1126/​science.abi5226

[70] S. Martínez-Garaot, A. Rodriguez-Prieto och JG Muga, "Interferometer med en driven fångad jon" Fysisk översyn A 98 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.043622

[71] Katherine C. McCormick, Jonas Keller, David J. Wineland, Andrew C. Wilson och Dietrich Leibfried, "Coherently displaced oscillator quantum states of a single catched atom" Quantum Science and Technology 4 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / ab0513

[72] Louis Garbe, Matteo Bina, Arne Keller, Matteo GA Paris och Simone Felicetti, "Critical Quantum Metrology with a Finite-Component Quantum Phase Transition" Physical Review Letters 124, 120504 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.120504

[73] R. Di Candia, F. Minganti, KV Petrovnin, GS Paraoanu och S. Felicetti, "Critical parametric quantum sensing" npj Quantum Information 2023 9:1 9, 1–9 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-023-00690-z

[74] Yaoming Chu, Shaoliang Zhang, Baiyi Yu och Jianming Cai, "Dynamic Framework for Criticality-Enhanced Quantum Sensing" Physical Review Letters 126, 10502 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.010502

[75] Peter A. Ivanov "Förbättrad tvåparametrar fas-rymd-förskjutningsuppskattning nära en dissipativ fasövergång" Phys. Rev. A 102, 052611 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.052611

[76] Anton Frisk Kockum, Adam Miranowicz, Simone De Liberato, Salvatore Savasta och Franco Nori, "Ultrastark koppling mellan ljus och materia" Nature Reviews Physics 2019 1:1 1, 19–40 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-018-0006-2

[77] P. Forn-Díaz, L. Lamata, E. Rico, J. Kono och E. Solano, "Ultrastarka kopplingsregimer för interaktion mellan ljus och materia" Rev. Mod. Phys. 91, 025005 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.025005

[78] Peter A. Ivanov, Kilian Singer, Nikolay V. Vitanov och Diego Porras, "Quantum Sensors Assisted by Spontaneous Symmetry Breaking for Detecting very small forces" Phys. Rev. Appl. 4, 054007 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.4.054007

[79] Peter A. Ivanov, Nikolay V. Vitanov och Kilian Singer, "Högprecisionskraftavkänning med hjälp av en enda fångad jon" Scientific Reports 6, 1–8 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep28078

[80] Peter A. Ivanovand Nikolay V. Vitanov "Kvantavkänning av parametrarna för fas-rymd-förskjutning med hjälp av en enda fångad jon" Phys. Rev. A 97, 032308 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032308

[81] D. Leibfried, R. Blatt, C. Monroe och D. Wineland, "Quantum dynamics of single capture ions" Rev. Mod. Phys. 75, 281–324 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.75.281

[82] Michael J Biercuk, Hermann Uys, Joe W Britton, Aaron P Vandevender och John J Bollinger, "Ultrakänslig detektering av kraft och förskjutning med hjälp av fångade joner" Nature Nanotechnology 5, 646–650 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nnano.2010.165

[83] KA Gilmore, JG Bohnet, BC Sawyer, JW Britton och JJ Bollinger, "Amplitudavkänning under nollpunktsfluktuationerna med en tvådimensionell mekanisk oscillator med fångade joner" Physical Review Letters 118, 1–5 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.263602

[84] M. Affolter, KA Gilmore, JE Jordan och JJ Bollinger, "Faskoherent avkänning av masscentrumrörelsen hos fångade jonkristaller" Physical Review A 102, 052609 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.052609

[85] Helmut Ritsch, Peter Domokos, Ferdinand Brennecke och Tilman Esslinger, "Kalla atomer i kavitetsgenererade dynamiska optiska potentialer" Rev. Mod. Phys. 85, 553–601 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.85.553

[86] Ze-Liang Xiang, Sahel Ashhab, JQ You och Franco Nori, "Hybridkvantkretsar: supraledande kretsar som interagerar med andra kvantsystem" Rev. Mod. Phys. 85, 623–653 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.85.623

[87] Shlomi Kotler, Raymond W. Simmonds, Dietrich Leibfried och David J. Wineland, "Hybrid kvantsystem med fångade laddade partiklar" Phys. Rev. A 95, 022327 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.022327

[88] C. Monroe, WC Campbell, L.-M. Duan, Z.-X. Gong, AV Gorshkov, PW Hess, R. Islam, K. Kim, NM Linke, G. Pagano, P. Richerme, C. Senko och NY Yao, "Programmerbara kvantsimuleringar av spinnsystem med fångade joner" Rev. Mod. Phys. 93, 025001 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.93.025001

[89] Gershon Kurizki, Patrice Bertet, Yuimaru Kubo, Klaus Mølmer, David Petrosyan, Peter Rabl och Jörg Schmiedmayer, "Quantum technologys with hybrid systems" Proceedings of the National Academy of Sciences 112, 3866–3873 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1419326112

[90] Bruce W. Shore och Peter L. Knight "The Jaynes-Cummings Model" Journal of Modern Optics 40, 1195–1238 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 09500349314551321

[91] JM Fink, M. Göppl, M. Baur, R. Bianchetti, PJ Leek, A. Blais och A. Wallraff, "Att klättra på Jaynes-Cummings stege och observera dess $sqrt{n}$ olinjäritet i ett kavitets QED-system" Nature 454, 315–318 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature07112

[92] Philipp Schindler, Daniel Nigg, Thomas Monz, Julio T. Barreiro, Esteban Martinez, Shannon X. Wang, Stephan Quint, Matthias F. Brandl, Volckmar Nebendahl, Christian F. Roos, Michael Chwalla, Markus Hennrich och Rainer Blatt, "A kvantinformationsprocessor med fångade joner” New Journal of Physics 15, 123012 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​12/​123012

[93] J. Casanova, G. Romero, I. Lizuain, JJ García-Ripoll och E. Solano, "Djup stark kopplingsregim för Jaynes-Cummings-modellen" Physical Review Letters 105 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.263603

[94] TP Spiller, Kae Nemoto, Samuel L. Braunstein, WJ Munro, P. Van Loock och GJ Milburn, "Quantum computation by communication" New Journal of Physics 8, 30 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​8/​2/​030

[95] Kimin Park, Julien Laurat och Radim Filip, "Hybrid Rabi-interaktioner med resande tillstånd av ljus" New Journal of Physics 22, 013056 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​AB6877

[96] Bastian Hacker, Stephan Welte, Severin Daiss, Armin Shaukat, Stephan Ritter, Lin Li och Gerhard Rempe, "Deterministisk skapelse av entangled atom-light Schrödinger-cat states" Nature Photonics 13, 110–115 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41566-018-0339-5

[97] Zhang-qi Yin, Tongcang Li, Xiang Zhang och LM Duan, "Stora kvantöverlagringar av en leviterad nanodiamant genom spin-optomekanisk koppling" Phys. Rev. A 88, 033614 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.033614

[98] Wojciech Gorecki, Rafal Demkowicz-Dobrzanski, Howard M. Wiseman och Dominic W. Berry, "$pi$-Corrected Heisenberg Limit" Physical Review Letters 124 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.030501

[99] WH Zurek "Sub-Planck struktur i fasrymden och dess relevans för kvantdekoherens" Nature 2001 412:6848 412, 712–717 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35089017

[100] WJ Munro, K. Nemoto, GJ Milburn och SL Braunstein, "Svag kraftdetektering med överlagrade koherenta tillstånd" Phys. Rev. A 66, 023819 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.66.023819

[101] Francesco Albarelli, Marco G. Genoni, Matteo GA A Paris och Alessandro Ferraro, "Resursteori om kvant-icke-Gaussianitet och Wigner-negativitet" Physical Review A 98, 52350 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.052350

[102] WH Zurek "Sub-Planck struktur i fasrymden och dess relevans för kvantdekoherens" Nature 2001 412:6848 412, 712–717 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35089017

[103] C. Bonato, MS Blok, HT Dinani, DW Berry, ML Markham, DJ Twitchen och R. Hanson, "Optimerad kvantavkänning med ett enda elektronsnurr med hjälp av adaptiva mätningar i realtid" Nature Nanotechnology 11, 247–252 (2016) .
https: / / doi.org/ 10.1038 / nnano.2015.261

[104] ED Herbschleb, H. Kato, T. Makino, S. Yamasaki och N. Mizuochi, "Kvantmätning med ultrahögt dynamiskt område behåller sin känslighet" Nature Communications 2021 12:1 12, 1–8 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-020-20561-x

[105] Morten Kjaergaard, Mollie E. Schwartz, Jochen Braumüller, Philip Krantz, Joel I.-J. Wang, Simon Gustavsson och William D. Oliver, "Superconducting Qubits: Current State of Play" Annual Review of Condensed Matter Physics 11, 369–395 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031119-050605

[106] CJ Ballance, TP Harty, NM Linke, MA Sepiol och DM Lucas, "High-Fidelity Quantum Logic Gates Using Trapped-Ion Hyperfine Qubits" Physical Review Letters 117 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.060504

[107] Stephen M. Barnett och Paul M. Radmore "Metoder i teoretisk kvantoptik" Oxford University Press (2002).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780198563617.001.0001

[108] M. Penasa, S. Gerlich, T. Rybarczyk, V. Métillon, M. Brune, JM Raimond, S. Haroche, L. Davidovich och I. Dotsenko, "Mätning av en mikrovågsfältsamplitud bortom standardkvantgränsen" Fysisk Granskning A 94, 1–7 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.022313

[109] M Aspelmeyer, TJ Kippenberg och F Marquardt, "Cavity optomechanics" Recensioner av modern fysik (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.1391

[110] JD Teufel, Dale Li, MS Allman, K. Cicak, AJ Sirois, JD Whittaker och RW Simmonds, "Circuit cavity electromechanics in the strong-coupling regime" Nature 2011 471:7337 471, 204–208 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09898

[111] AS Holevo "Quantum systems, channels, information" degruyter.com (2019).
https: / / doi.org/ 10.1515 / 9783110642490

[112] Matteo GA Paris "Quantum estimation for quantum technology" International Journal of Quantum Information 7, 125–137 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0219749909004839

[113] Jing Liu, Jie Chen, Xiao Xing Jing och Xiaoguang Wang, "Quantum Fisher information and symmetric logaritmic derivative via anti-commutators" Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 49 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​49/​27/​275302

[114] Lukas J. Fiderer, Tommaso Tufarelli, Samanta Piano och Gerardo Adesso, "General Expressions for the Quantum Fisher Information Matrix with Applications to Discrete Quantum Imaging" PRX Quantum 2, 020308 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PRXQUANTUM.2.020308

[115] Alexander Ly, Maarten Marsman, Josine Verhagen, Raoul PPP Grasman och Eric-Jan Wagenmakers, "A Tutorial on Fisher information" Journal of Mathematical Psychology 80, 40–55 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.jmp.2017.05.006

[116] P. van Loock, WJ Munro, Kae Nemoto, TP Spiller, TD Ladd, Samuel L. Braunstein och GJ Milburn, "Hybrid quantum computation in quantum optics" Phys. Rev. A 78, 022303 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.78.022303

Citerad av

Det gick inte att hämta Crossref citerade data under sista försök 2023-06-01 02:10:46: Det gick inte att hämta citerade data för 10.22331 / q-2023-05-31-1024 från Crossref. Detta är normalt om DOI registrerades nyligen. På SAO / NASA ADS Inga uppgifter om citerande verk hittades (sista försök 2023-06-01 02:10:46).

Detta papper publiceras i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Upphovsrätten kvarstår med de ursprungliga upphovsrättsinnehavarna som författarna eller deras institutioner.

Tidsstämpel:

Mer från Quantum Journal