Abstract
The high-fidelity analysis of many-body quantum states of indistinguishable atoms requires the accurate counting of atoms. Here we report the tomographic reconstruction of an atom-number-resolving detector. The tomography is performed with an ultracold rubidium ensemble that is prepared in a coherent spin state by driving a Rabi coupling between the two hyperfine clock levels. The coupling is followed by counting the occupation number in one level. We characterize the fidelity of our detector and show that a negative-valued Wigner function is associated with it. Our results offer an exciting perspective for the high-fidelity reconstruction of entangled states and can be applied for a future demonstration of Heisenberg-limited atom interferometry.
| Originalsprache | Englisch |
|---|---|
| Aufsatznummer | 260601 |
| Seitenumfang | 7 |
| Fachzeitschrift | Physical review letters |
| Jahrgang | 131 |
| Ausgabenummer | 26 |
| DOIs | |
| Publikationsstatus | Veröffentlicht - 26 Dez. 2023 |
ASJC Scopus Sachgebiete
- Allgemeine Physik und Astronomie
Publikationen
- 1 Dissertation
-
Number-resolved Analysis of Many-body Quantum States
Hetzel, M., 2023, Hannover: Leibniz Universität Hannover. 61 S.Publikation: Qualifikations-/Studienabschlussarbeit › Dissertation
Open Access
Projekte
- 3 Abgeschlossen
-
DQ-mat: Sonderforschungsbereich 1227/2: Designte Quantenzustände der Materie - Erzeugung, Manipulation und Detektion für metrologische Anwendungen und Tests fundamentaler Physik
Schmidt, P. O. (Projektleiter*in (Principal Investigator))
1 Juli 2020 → 30 Juni 2024
Projekt: Forschung
-
DQ-mat: Sonderforschungsbereich 1227/2, Teilprojekt B01: Verschränkte atomare Ensembles mit Einzel-Teilchen-Auflösung für die Quantenmetrologie
Klempt, C. (Projektleiter*in (Principal Investigator)) & Santos, L. S. (Projektleiter*in (Principal Investigator))
1 Juli 2020 → 30 Juni 2024
Projekt: Forschung
-
QuantumFrontiers: Exzellenzcluster 2123/1: Licht und Materie an der Quantengrenze
Schmidt, P. O. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Ospelkaus-Schwarzer, S. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Chichkov, B. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Danzmann, K. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Ertmer, W. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Hammerer, K. J. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Haug, R. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Heinzel, G. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Heurs, M. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Klempt, C. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Kroker, S. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Lisdat, C. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Mehlstäubler, T. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Müller, J. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Ospelkaus, C. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Rasel, E. M. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Recher, P. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Santos, L. S. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Schilling, M. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Schlickum, U. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Schumacher, H. W. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Surzhykov, A. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Waag, A. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Werner, R. (Projektleiter*in (Principal Investigator)) & Willke, B. (Projektleiter*in (Principal Investigator))
1 Jan. 2019 → 31 Dez. 2025
Projekt: Forschung
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