Conditional preparation of arbitrary superpositions of atomic Dicke states

0337496 - FZÚ 2010 RIV US eng J - Journal Article
Lemr, Karel - Fiurášek, J.
Conditional preparation of arbitrary superpositions of atomic Dicke states.
[Podmíněná příprava libovolných superpozic Dickeho stavů atomů.]
Physical Review. A. Roč. 79, č. 4 (2009), 043808/1-043808/9. ISSN 1050-2947
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) 1M06002
Grant - others:7 FP FET COMPAS(XE) 212008
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10100522
Keywords : atomic Dicke states * highly nonclassical states
Subject RIV: BH - Optics, Masers, Lasers
Impact factor: 2.866, year: 2009

We propose an experimentally accessible procedure for conditional preparation of highly non-classical states of collective spin of an atomic ensemble. The quantum state engineering is based on a combination of QND interaction between atoms and light previously prepared in a non-Gaussian state using photon subtraction from squeezed vacuum beam, homodyne detection on the output light beam, and a coherent displacement of atomic state. The procedure is capable of non-deterministic preparation of a wide class of superpositions of atomic Dicke states. We present several techniques to optimize the performance of the protocol and maximize the trade-off between fidelity of prepared state and success probability of the scheme.

V tomto článku navrhujeme schéma pro přípravu neklasických stavů kolektivního spinu v atomů. Kvantový stav atomů je připraven s využitím opakující se kombinace posunutí a kvantově nedemoliční interakce s předem připraveným negaussovským stavem světla. Dále je použita homodynní detekce pro měření stavu světla po jeho interakci s atomy. Náš protokol je schopen připravit jakýkoliv Dickeho stav atomů a mnoho superpozicí těchto stavů. Současně navrhujeme několik technik, které slouží k optimalizaci protokolu s cílem dosáhnout nejlepšího poměru fidelity a pravděpodobnosti úspěchu protokolu.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0181475