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

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

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

Q. F. Chen, B. S. Shi, M. Feng, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Opt. Express 16, 21708 (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, Y. S. Zhang, and G. C. Guo, Phys. Rev. A 78, 053810 (2008).

2006

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

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

2004

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

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

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, 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).

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)

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

Chin. Phys. Lett.

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

Nature

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.

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

Phys. Rev. A

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

Phys. Rev. Lett.

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

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.

Alert me when this article is cited.