Resumen de Quantum metrology with atoms and photons

Federica A. Beduini, Naeimeh Behbood, Yannick de Icaza, Brice Dubost, Marco Koschorreck, Mario Napolitano, Ana Predojeviæ, Robert J. Sewell, Florian Wolfgramm, Morgan W. Mitchell

• español

  Se describe nuestro más reciente trabajo en metrología cuántica usando sistemas atómicos y fotónicos para medir con una sensibilidad por encima del límite cuántico estándar, es decir, por encima de el límite impuesto por el ruido de disparo y el ruido de proyección. Demostramos dos sistemas de magnetometría óptica que emplean átomos de rubidio como sensores del campo, leyendo ópticamente los átomos por la rotación de Faraday. El primero, formado por átomos calientes, opera más allá del límite de la sensibilidad por el ruido de disparo, usando como haz de prueba luz polarizada comprimida. El segundo, un magnetómetro de átomos fríos de siguiente generación, opera con principios similares pero con un alto control en los átomos. Demostramos medidas cuánticas no destructivas del espín colectivo de la nube de átomos y que están en el límite de la sensibilidad tanto del ruido de disparo como del ruido de proyección.

• English

  We describe our recent work in quantum metrology using atomic and photonic systems for measurements with sensitivity beyond the standard quantum limit, e.g., beyond the shot-noise and projection-noise limits. We demonstrate two optical magnetometry systems using rubidium atoms as field sensors, with optical read-out by paramagnetic Faraday rotation. Our hot-atom magnetometer operates beyond the shot-noise limit of sensitivity using a polarization-squeezed optical probe. Our next-generation cold-atom magnetometer operates on similar principles but with much greater atomic control. We demonstrate quantum-non-demolition measurement of the collective spin of the atom cloud at both the shot-noise and projection-noise limits of sensitivity