Добавить новость
ru24.net
News in English
Август
2024

Spin squeezing for all

0

Physicists Maxwell Block (left) and Bingtian Ye describe how they’ve put spin squeezing within better reach.

Courtesy of Yao Lab

Science & Tech

Spin squeezing for all

Physicists ease path to entanglement for quantum sensing

4 min read

Nothing in science can be achieved or understood without measurement. Today, thanks to advances in quantum sensing, scientists can measure things that were once impossible to even imagine: vibrations of atoms, properties of individual photons, fluctuations associated with gravitational waves.

A quantum mechanical trick called “spin squeezing” is widely recognized to hold promise for supercharging the capabilities of the world’s most precise quantum sensors, but it’s been notoriously difficult to achieve. In new research, Harvard physicists describe how they’ve put spin squeezing within better reach.

A type of quantum entanglement, spin squeezing constrains the way an ensemble of particles can fluctuate. This enables more precise measurements of certain observable signals, at the expense of measuring other, complementary signals as accurately — think of how squeezing a balloon yields more height at the expense of width.

“Quantum mechanics can enhance our ability to measure very small signals,” said Norman Yao, a physics professor and author of the new paper on spin squeezing in Nature Physics. “We have shown that it is possible to get such quantum-enhanced metrology in a much broader class of systems than was previously thought.”

In the balloon metaphor, a circle represents the uncertainty intrinsic to any quantum measurement, explained Maxwell Block, co-author of the paper and a former Griffin Graduate School of Arts and Sciences student. “By squeezing this uncertainty, making the balloon more like an ellipse, one can reshape the sensitivity of measurements,” Block said. “This means that certain measurements can be more precise than anything one could possibly do without quantum mechanics.”

Spin squeezing is a form of quantum entanglement that can enable more precise measurements (middle). Previously known to arise only in all-to-all interacting systems (left), Harvard researchers have shown that spin squeezing can occur more generally in locally interacting systems that form planar magnets (right).

Credit: Bingtian Ye

An analog of spin squeezing was used, for example, to increase the sensitivity of the Nobel-garnering gravitational wave detectors in the LIGO experiment.   

The Harvard team’s work built upon a landmark 1993 paper that first described the possibility of a spin-squeezed, entangled state brought about by “all-to-all” interactions between atoms. Such interactions are akin to a large Zoom meeting, in which each participant is interacting with every other participant at once. Between atoms, this type of connectivity easily enables the build-up of the quantum mechanical correlations necessary to induce a spin-squeezed state. However, in nature, atoms typically interact in a way that’s more like a game of telephone, only speaking with a few neighbors at a time.

“For years, it has been thought that one can only get truly quantum-enhanced spin squeezing via all-to-all interactions,” said Bingtian Ye, co-lead author of the paper and also a former Griffin Graduate School of Arts and Sciences student. “But what we have shown is that it is actually way easier.”

In their paper, the researchers outline a new strategy for generating spin-squeezed entanglement. They intuited, and together with collaborators in France quickly confirmed via experiment that the ingredients for spin squeezing are present in a ubiquitous type of magnetism found often in nature — ferromagnetism, which is also the force that makes refrigerator magnets stick. They posit that all-to-all interactions are not necessary to achieve spin squeezing, but rather, so long as the spins are connected well enough to sync into a magnetic state, they should also be able to dynamically generate spin squeezing.

The researchers are optimistic that by thus lowering the barrier to spin squeezing, their work will inspire new ways for quantum scientists and engineers to create more portable sensors, useful in biomedical imaging, atomic clocks, and more.

In that spirit, Yao is now leading experiments to generate spin-squeezing in quantum sensors made out of nitrogen-vacancy centers, which are a type of defect in the crystal structure of diamond that have long been recognized as ideal quantum sensors.

The research received federal support from: the Army Research Office, the Office of Naval Research, the Department of Energy, the Department of Defense, and the National Science Foundation.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Стоит ли отдавать ребенка в частную школу?

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Социальный фонд выплатит остатки материнского капитала менее 10 тысяч рублей

Родители 317,2 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный


В музее Николая Островского состоялся семинар «Проекты в сфере культуры для посетителей с нарушениями слуха: форматы и технологии»

Лауреаты Конкурса Чайковского из России и США впервые объединятся в Санкт-Петербурге

Кристина Орбакайте ставит точку в своих отношениях с Россией

Невидимая угроза: врач Кутушов рассказал, как токсины попадают в вашу еду


My mother and I were still estranged when she died in 2019. I went to a medium to connect with her and it brought me closure.

Turkish Police arrest 14 Afghan refugees

Nottingham rampage victim’s families slam ‘shameful & arrogant’ BBC doc ‘too sympathetic’ to killer Valdo Calocane

Just hours left for thousands of hard-up households to get £100s worth of white goods or new boiler – how to claim now


Екатеринбург проиграл Иркутску по уровню средней зарплаты

Парковку у "Екатеринбург Арены" застроят небоскребами

Стоит ли отдавать ребенка в частную школу?

Осеннее утро...


Helldivers 2 players have been tasked with building the 'Democracy Space Station,' a 'gigastructure' of indeterminate firepower that will be aimed by literal democracy

Elgato Game Capture Neo review

Today's Wordle answer for Sunday, September 29

Мафия-НН: У него было несколько личностей, каждая из которых появлялась в зависимости от ситуации, и никто не знал, кем он будет через минуту.



С начала 2024 года более 2,5 тысячи многодетных мам в Московском регионе досрочно вышли на пенсию

Социальный фонд оказывает помощь эвакуированным жителям Курской области

Сетка и сетчатые ткани – самые «дышащие» и практичные

Социальный фонд оказывает помощь эвакуированным жителям Курской области




Пожарные провели учебную эвакуацию и мастер-класс по применению огнетушителя

Антон Митрюшкин. Большое интервью нашего вратаря

ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный

Саксофонист Бутман стал ведущим подкаста о российском джазе "Джазуй"


Международная отраслевая выставка-чемпионат «Сибирский проспект красоты» состоялась в Новосибирске

Как попасть на экскурсию в пожарную часть

Переписал историю СССР, отказал американцам, но спился и копал могилы. История боксера Лемешева

Апелляционный суд отменил обвинительный приговор экс-замглавы управления «К» ФСБ Дмитрию Фролову по делу о взятке


Даниил Медведев вышел во второй круг турнира ATP-500 в Пекине

Кудерметова вышла в третий круг турнира WTA 1000 в Пекине

Пегула выбила Кудерметову с турнира WTA в Пекине

Первую ракетку мира подводят под срок // Всемирное антидопинговое агентство будет добиваться дисквалификации Янника Синнера


Выплаты военным пенсионерам и бюджетникам проиндексируют с 1 октября

Шинный кластер «Кордиант» открывает магистратуру по технологиям производства шин в Вятском государственном университете

Новый сквер появится в поселке Усады в Ступине

Международная отраслевая выставка-чемпионат «Сибирский проспект красоты» состоялась в Новосибирске


Музыкальные новости

Композитор Вячеслав Добрынин умер в 78 лет

Валерия Чекалина, Алёна Блин, Ксения Бородина, Ольга Бузова, Михаил Галустян, Мария Погребняк, Алана Мамаева: ТНТ презентовал новый проект  «Звёзды в джунглях»

Offset обвинил Карди Би в измене. Подробности!

Ушёл "Доктор Шлягер". Вспоминаем лучшие песни Вячеслава Добрынина



Сетка и сетчатые ткани – самые «дышащие» и практичные

Социальный фонд оказывает помощь эвакуированным жителям Курской области

С начала 2024 года более 2,5 тысячи многодетных мам в Московском регионе досрочно вышли на пенсию

Социальный фонд оказывает помощь эвакуированным жителям Курской области


Борис Джонсон в пандемию планировал вторжение в Нидерланды ради вакцины

Сергей Собянин рассказал, как город поддерживает экспорт в страны БРИКС

Концерт к 150-летию Чарльза Айвза: Американская классика в «Зарядье»

Доброта начинается с малого: сотрудники предприятий холдинга «Швабе» сдали более 60 литров донорской крови


Подмосковные росгвардейцы пресекли опасные действия водителя, который пытался уйти от преследования

История автомобильного бренда TANK: кому принадлежит

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Гражданам Москвы и Московской области, получившим тяжелые производственные травмы, выданы автомобили марки «Лада Гранта»

Терминал «Деловых Линий» в Мытищах сменил адрес


Путин направил приветствие участникам III Московского фестиваля фортепианной музыки

Путин поздравил с 100-летием коллектив Московского академического театра сатиры


5 мифов о загородной жизни: разбираем на примере Крыма




«Нетрика Медицина» разработала экстрактор данных из СЭМД

Завотделением клиники микрохирургии глаза АйМед Кирилл Светлаков: как справиться с синдромом сухого глаза

Команда медиков из Люберец заняла 3 место в соревнованиях по легкой атлетике

«Ингосстрах» и «Будь Здоров» помогут подопечным фонда «Онкологика»


Киев накинулся на западных союзников из-за "предательства": вчерашние партнеры Зеленского готовятся стать "Друзьями мира"

Комментарии Владимира Константинова об актуальных политических событиях


СТОЛИЧНЫЙ ГЛАВК РОСГВАРДИИ ВЗЯЛ «ЗОЛОТО» НА ЧЕМПИОНАТЕ ОКРУГА ПО ВОЕННО-СПОРТИВНОМУ МНОГОБОРЬЮ

Команда медиков из Люберец заняла 3 место в соревнованиях по легкой атлетике

Росгвардейцы приняли участие в обеспечении безопасности футбольных матчей в Москве

Росгвардейцы приняли участие в обеспечении безопасности футбольных матчей в Москве


Гендиректор МАГАТЭ Гросси прибыл на переговоры с Лукашенко в Минске

Глава МАГАТЭ встретился с Лукашенко в Минске

Лукашенко встретился с гендиректором МАГАТЭ Гросси

Лукашенко пригласил коллегу из Нигерии посетить Беларусь



Сергей Собянин: Москва входит в топ-3 регионов России по продолжительности жизни

Собянин: Москва оказывает всестороннюю поддержку горожанам старшего поколения

Москва создаёт условия для активного долголетия - Сергей Собянин

Собянин рассказал о росте объема экспорта в страны БРИКС+


Первую партию «Морских лесов» высадили в Японском море

Первый проект от BMS Development Group станет экополисом в окружении зеленых исторических деревьев

В Москве более 19 тысяч светильников заменили на светодиодные

Banyan Tree Vabbinfaru: экологичная роскошь


Апелляционный суд отменил обвинительный приговор экс-замглавы управления «К» ФСБ Дмитрию Фролову по делу о взятке

Синоптик Вильфанд предрек «совершенно летнюю» температуру в начале октября

Шинный кластер «Кордиант» открывает магистратуру по технологиям производства шин в Вятском государственном университете

Международная отраслевая выставка-чемпионат «Сибирский проспект красоты» состоялась в Новосибирске


В Архангельске возобновилась реконструкция международного аэропорта в Талагах

В Архангельской области стартовала ежегодная акция по безопасному использованию газа в быту

В Гидрометцентре прогнозируют температуру на 6-10°С выше нормы в нескольких регионах России

Ефимов: на станции «Рублево-Архангельская» готовятся к проходке тоннелей


Тематическая выставка «Одна страна. Одна семья. Одна Россия»

Ретро-вечер «Джентльмен удачи – Савелий Крамаров»

Прогноз погоды в Крыму на 29 сентября

В центре Симферополя строится вдохновляющий жилой комплекс


«ХРУМ. Что случилось в Лукоморье?» – Детское радио приглашает на премьеру

Международная отраслевая выставка-чемпионат «Сибирский проспект красоты» состоялась в Новосибирске

Апелляционный суд отменил обвинительный приговор экс-замглавы управления «К» ФСБ Дмитрию Фролову по делу о взятке

Первую партию «Морских лесов» высадили в Японском море












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
ATP

Даниил Медведев стал первым полуфиналистом турнира ATP-500 в Пекине






Москвичи смогут проголосовать за лучшие площадки фестиваля «Лето в Москве»

Центры московского долголетия откроются в каждом районе столицы

На Казанской набережной в Туле пройдет Кубок кремлевского канала по сапбордингу

Водителя грузовика отправили в колонию за гибель двух человек в ДТП