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Zeyang Li
在本论文中，我介绍了使用Ytterbium-171原子的单个或多个集合及其用于量子计量和量子信息科学研究的开发。我们开发和研究描述CQED旋转系统的统一理论框架。我们统一了腔光的两个主要作用：原子状态的测量和产生纠缠的催化剂。获得的模型与实验结果非常吻合。我们利用此框架来实施和优化各种量子测量应用。以理论模型引导的优化参数，我们在Ytterbium原子的基态歧管中实现了几乎单位的自旋挤压。我们观察到的计量学增益为6.5（4）dB，而所推断的没有限制的计量学收益可以达到13dB。在第二个实验中，与RF-Clock相比，我们将纠缠从基态歧管转移到光钟的10 5倍和更高的相对精度，将纠缠从基态歧管转移到光学时钟过渡。我们推断出4.4dB的性能改进，这是量子纠缠辅助光时操作的首次演示。我们还实施了基于时间反转的量子计量协议。我们将这种方法构成有益于实用量子计量学，因为它通过放大信号而不是减少噪声来提高信噪比。值得注意的是，它对测量噪声不敏感，这是先前实验中的主要限制。我们可以一致，均匀准备使用时间逆转协议，我们观察到了12.8（9）DB计量学的增益和创纪录的高11.8（5）DB的相位灵敏度增益。我们将其进一步带入量子信息科学。我们探索了超时有序的相关器（OTOC），这是量子信息“争夺”到整个量子多体系统中的速度的基准。我们证明，时间反转方法可以有效地使用量子拼凑而成的快速动力学作为改善信号的一种方式。总的来说，我们已经构建并升级了该实验室的机器，以便能够形成复杂的量子实验。