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Pré-Publication, Document De Travail Année : 2020

Producing and storing spin-squeezed states and Greenberger-Horne-Zeilinger states in a one-dimensional optical lattice

Production et stockage d'états comprimés de spin et d'états Greenberger-Horne-Zeilinger dans un réseau optique à une dimension

Résumé

We study the dynamical generation and storage of spin squeezed states, as well as more entangled states up to macroscopic superpositions, in a system composed by a few ultra-cold atoms trapped in a one-dimensional optical lattice. The system, initially in the superfluid phase with each atom in a superposition of two internal states, is first dynamically entangled by atom-atom interactions then adiabatically brought to the Mott-insulator phase with one atom per site where the quantum correlations are stored. Exact numerical diagonalization allows us to explore the structure of the stored states by looking at various correlation functions, on site and between different sites, both at zero temperature and at finite temperature, as it could be done in an experiment with a quantum-gas microscope.
Nous étudions la génération dynamique et le stockage d'états comprimés de spin, ainsi que d'états plus intriqués jusqu'à des superpositions macroscopiques, dans un système composé de quelques atomes froids piégés dans un réseau optique unidimensionnel. Le système, initialement dans la phase superfluide avec chaque atome dans une superposition de deux états internes, est d'abord intriqué dynamiquement par les interactions atome-atome puis amené de manière adiabatique dans la phase isolant de Mott avec un atome par site où les corrélations quantiques sont stockées. Par diagonalisation numérique exacte, nous explorons la structure des états stockés en examinant diverses fonctions de corrélation, sur site et entre sites différents, à température nulle et à température non nulle, comme cela pourrait être fait expérimentalement avec un gaz quantique à l'aide d'un microscope.
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Dates et versions

hal-02571666 , version 1 (13-05-2020)

Identifiants

Citer

Marcin P Lodzień, Maciej Kościelski, Emilia Witkowska, Alice Sinatra. Producing and storing spin-squeezed states and Greenberger-Horne-Zeilinger states in a one-dimensional optical lattice. 2020. ⟨hal-02571666⟩
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