論文の概要: Integrated multi-wavelength control of an ion qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.05052v2
• Date: Sun, 3 Jan 2021 04:25:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-11 13:53:45.753687
• Title: Integrated multi-wavelength control of an ion qubit
• Title（参考訳）: イオン量子ビットのマルチ波長統合制御
• Authors: Robert J. Niffenegger, Jules Stuart, Cheryl Sorace-Agaskar, Dave Kharas, Suraj Bramhavar, Colin D. Bruzewicz, William Loh, Ryan T. Maxson, Robert McConnell, David Reens, Gavin N. West, Jeremy M. Sage, and John Chiaverini
• Abstract要約: 原子システムのための制御技術のモノリシックな統合は、量子コンピュータとポータブル量子センサーの開発にとって有望な道のりである。 ここでは、集積導波路と格子結合器を用いた表面電極イオントラップチップを実演する。 紫外から赤外へのレーザー光は、光ファイバーアレイを介してチップに結合され、本質的に安定な光路を形成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Monolithic integration of control technologies for atomic systems is a promising route to the development of quantum computers and portable quantum sensors. Trapped atomic ions form the basis of high-fidelity quantum information processors and high-accuracy optical clocks. However, current implementations rely on free-space optics for ion control, which limits their portability and scalability. Here we demonstrate a surface-electrode ion-trap chip using integrated waveguides and grating couplers, which delivers all the wavelengths of light required for ionization, cooling, coherent operations, and quantum-state preparation and detection of Sr+ qubits. Laser light from violet to infrared is coupled onto the chip via an optical-fiber array, creating an inherently stable optical path, which we use to demonstrate qubit coherence that is resilient to platform vibrations. This demonstration of CMOS-compatible integrated-photonic surface-trap fabrication, robust packaging, and enhanced qubit coherence is a key advance in the development of portable trapped-ion quantum sensors and clocks, providing a way toward the complete, individual control of larger numbers of ions in quantum information processing systems.
• Abstract（参考訳）: 原子システムの制御技術のモノリシックな統合は、量子コンピュータと携帯型量子センサーの開発に有望な道である。 閉じ込められた原子イオンは、高忠実度量子情報プロセッサと高精度光時計の基礎を形成する。 しかし、現在の実装はイオン制御のための自由空間光学に依存しており、移植性とスケーラビリティが制限されている。 本稿では、イオン化、冷却、コヒーレント演算、およびsr+量子ビットの量子状態形成と検出に必要な全ての波長の光を伝送する導波路と格子カプラを用いた表面電極型イオントラップチップを示す。 紫外から赤外へのレーザー光は、光ファイバーアレイを介してチップ上に結合され、本質的に安定な光路を形成します。 CMOS互換の集積フォトニック表面トラップ製造、ロバストパッケージング、拡張量子ビットコヒーレンスのデモンストレーションは、ポータブルなトラップイオン量子センサとクロックの開発において重要な進歩であり、量子情報処理システムにおけるより大きなイオンの完全な個別制御への道筋となっている。

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