Перепутывание между светом и веществом лежит в основе многих квантово-информационных протоколов. Недавно было продемонстрировано квантовое перепутывание между ионом в ловушке и фотоном на расстоянии около 50 км. Использование резонатора в подобных схемах позволяет усилить взаимодействие света и вещества.
В нашей работе мы рассматриваем генерацию перепутанных и сжатых состояний светового поля и коллективной спиновой когерентности. Явление основано на рождении пар, состоящих из фотона квантованного светового поля и спинового возбуждения, в результате взаимодействия поля накачки с ансамблем холодных атомов в трехуровневой схеме. С помощью критерия Дуана мы определяем степень перепутывания атомного спина с выведенным из резонатора сигналом. Мы показываем, что в данной схеме можно получать эффективное перепутывание коллективного спина с относительно короткими (в масштабе времени жизни поля в резонаторе) световыми сигналами.