Abstract

We experimentally establish a non-classical correlation between a single Stokes photon and the collective spin excited state of a cold atomic ensemble by using a spontaneous Raman scattering process. The correlation between them can be proved by transferring the spin excited state of the atomic ensemble into an anti-Stokes photon and checking the Cauchy-Schwarz inequality between the Stokes and the anti-Stokes photons. The non-classical correlation can be kept for at least 300 ns.

© 2009 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. M. Duan, M. D. Lukin, J. I. Cirac, and P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).
  2. A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).
  3. W. Balic, D. A. Braje, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 94, 183601 (2005).
  4. C. W. Chou, S. Polyakov, A. Kuzmich, and H. Kimble, Phys. Rev. Lett. 92, 213601 (2004).
  5. S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).
  6. D. A. Braje, V. Balic, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 93, 183601 (2004).
  7. J. K. Thompson, J. Simon, H. Loh, and V. Vuletic, Science 313, 74 (2006).
  8. B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).
  9. C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).
  10. Q. F. Chen, B. S. Shi, M. Feng, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Opt. Express 16, 21708 (2008).
  11. Q. F. Chen, B. S. Shi, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).
  12. X.-S. Lu, Q.-F. Chen, B.-S. Shi, and G.-C. Guo, Chin. Phys. Lett. 26, 064204 (2009).
  13. Y. Du and G. Ge, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 375 (2008).

2009 (2)

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

X.-S. Lu, Q.-F. Chen, B.-S. Shi, and G.-C. Guo, Chin. Phys. Lett. 26, 064204 (2009).

2008 (4)

Y. Du and G. Ge, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 375 (2008).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

Q. F. Chen, B. S. Shi, M. Feng, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Opt. Express 16, 21708 (2008).

Q. F. Chen, B. S. Shi, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).

2006 (2)

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

J. K. Thompson, J. Simon, H. Loh, and V. Vuletic, Science 313, 74 (2006).

2005 (1)

W. Balic, D. A. Braje, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 94, 183601 (2005).

2004 (2)

C. W. Chou, S. Polyakov, A. Kuzmich, and H. Kimble, Phys. Rev. Lett. 92, 213601 (2004).

D. A. Braje, V. Balic, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 93, 183601 (2004).

2003 (1)

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

2001 (1)

L. M. Duan, M. D. Lukin, J. I. Cirac, and P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).

Balic, V.

D. A. Braje, V. Balic, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 93, 183601 (2004).

Balic, W.

W. Balic, D. A. Braje, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 94, 183601 (2005).

Bao, X. H.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

Boca, A.

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

Boozer, A. D.

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

Bowen, W. P.

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

Braje, D. A.

W. Balic, D. A. Braje, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 94, 183601 (2005).

D. A. Braje, V. Balic, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 93, 183601 (2004).

Chen, Q. F.

Q. F. Chen, B. S. Shi, M. Feng, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Opt. Express 16, 21708 (2008).

Q. F. Chen, B. S. Shi, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).

Chen, Q.-F.

X.-S. Lu, Q.-F. Chen, B.-S. Shi, and G.-C. Guo, Chin. Phys. Lett. 26, 064204 (2009).

Chen, S.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

Chen, Y. A.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

Chen, Y.-A.

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

Chou, C. W.

C. W. Chou, S. Polyakov, A. Kuzmich, and H. Kimble, Phys. Rev. Lett. 92, 213601 (2004).

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

Chuu, C. S.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

Cirac, J. I.

L. M. Duan, M. D. Lukin, J. I. Cirac, and P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).

Du, Y.

Y. Du and G. Ge, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 375 (2008).

Duan, L. M.

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

L. M. Duan, M. D. Lukin, J. I. Cirac, and P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).

Feng, M.

Ge, G.

Y. Du and G. Ge, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 375 (2008).

Guo, G. C.

Q. F. Chen, B. S. Shi, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).

Q. F. Chen, B. S. Shi, M. Feng, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Opt. Express 16, 21708 (2008).

Guo, G.-C.

X.-S. Lu, Q.-F. Chen, B.-S. Shi, and G.-C. Guo, Chin. Phys. Lett. 26, 064204 (2009).

Harris, S. E.

W. Balic, D. A. Braje, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 94, 183601 (2005).

D. A. Braje, V. Balic, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 93, 183601 (2004).

Jin, X. M.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

Kimble, H.

C. W. Chou, S. Polyakov, A. Kuzmich, and H. Kimble, Phys. Rev. Lett. 92, 213601 (2004).

Kimble, H. J.

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

Koch, M.

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

Kuzmich, A.

C. W. Chou, S. Polyakov, A. Kuzmich, and H. Kimble, Phys. Rev. Lett. 92, 213601 (2004).

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

Loh, H.

J. K. Thompson, J. Simon, H. Loh, and V. Vuletic, Science 313, 74 (2006).

Lu, X.-S.

X.-S. Lu, Q.-F. Chen, B.-S. Shi, and G.-C. Guo, Chin. Phys. Lett. 26, 064204 (2009).

Lukin, M. D.

L. M. Duan, M. D. Lukin, J. I. Cirac, and P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).

Pan, J. W.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

Polyakov, S.

C. W. Chou, S. Polyakov, A. Kuzmich, and H. Kimble, Phys. Rev. Lett. 92, 213601 (2004).

Schmiedmayer, J.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

Shi, B. S.

Q. F. Chen, B. S. Shi, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).

Q. F. Chen, B. S. Shi, M. Feng, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Opt. Express 16, 21708 (2008).

Shi, B.-S.

X.-S. Lu, Q.-F. Chen, B.-S. Shi, and G.-C. Guo, Chin. Phys. Lett. 26, 064204 (2009).

Simon, J.

J. K. Thompson, J. Simon, H. Loh, and V. Vuletic, Science 313, 74 (2006).

Strassel, T.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

Thompson, J. K.

J. K. Thompson, J. Simon, H. Loh, and V. Vuletic, Science 313, 74 (2006).

Vuletic, V.

J. K. Thompson, J. Simon, H. Loh, and V. Vuletic, Science 313, 74 (2006).

Yin, G. Y.

W. Balic, D. A. Braje, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 94, 183601 (2005).

D. A. Braje, V. Balic, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 93, 183601 (2004).

Yuan, Z. S.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

Zhang, Y. S.

Q. F. Chen, B. S. Shi, M. Feng, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Opt. Express 16, 21708 (2008).

Q. F. Chen, B. S. Shi, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).

Zhao, B.

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

Zoller, P.

L. M. Duan, M. D. Lukin, J. I. Cirac, and P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).

Acta Opt. Sin. (in Chinese) (1)

Y. Du and G. Ge, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 375 (2008).

Chin. Phys. Lett. (1)

X.-S. Lu, Q.-F. Chen, B.-S. Shi, and G.-C. Guo, Chin. Phys. Lett. 26, 064204 (2009).

Nature (2)

L. M. Duan, M. D. Lukin, J. I. Cirac, and P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).

A. Kuzmich, W. P. Bowen, A. D. Boozer, A. Boca, C. W. Chou, L. M. Duan, and H. J. Kimble, Nature 423, 731 (2003).

Nature Phys. (1)

B. Zhao, Y. A. Chen, X. H. Bao, T. Strassel, C. S. Chuu, X. M. Jin, J. Schmiedmayer, Z. S. Yuan, S. Chen, and J. W. Pan, Nature Phys. 5, 95 (2009).

Opt. Express (1)

Phys. Rev. A (1)

Q. F. Chen, B. S. Shi, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).

Phys. Rev. Lett. (5)

C. S. Chuu, T. Strassel, B. Zhao, M. Koch, Y. A. Chen, S. Chen, Z. S. Yuan, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008).

W. Balic, D. A. Braje, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 94, 183601 (2005).

C. W. Chou, S. Polyakov, A. Kuzmich, and H. Kimble, Phys. Rev. Lett. 92, 213601 (2004).

S. Chen, Y.-A. Chen, T. Strassel, Z. S. Yuan, B. Zhao, J. Schmiedmayer, and J. W. Pan, Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006).

D. A. Braje, V. Balic, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 93, 183601 (2004).

Science (1)

J. K. Thompson, J. Simon, H. Loh, and V. Vuletic, Science 313, 74 (2006).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.