論文の概要: A tweezer clock with half-minute atomic coherence at optical frequencies
and high relative stability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.06095v2
- Date: Tue, 23 Jun 2020 16:22:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-24 11:32:08.348210
- Title: A tweezer clock with half-minute atomic coherence at optical frequencies
and high relative stability
- Title（参考訳）: 光周波数における半分間原子コヒーレンスと高い相対安定性を持つツイーザークロック
- Authors: Aaron W. Young, William J. Eckner, William R. Milner, Dhruv Kedar,
Matthew A. Norcia, Eric Oelker, Nathan Schine, Jun Ye, Adam M. Kaufman
- Abstract要約: ツイーザートリップされたアルカリ-アース原子による光電位の調整のための新しいハイブリッドアプローチを導入する。
我々は、約150ドルの原子のアンサンブルで40ドル秒を超えるトラップと光時計励起状態の寿命を達成する。
その結果, 整列原子配列の光時計遷移における長寿命工学的絡み合いへの道が開かれた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6113111451963646
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The preparation of large, low-entropy, highly coherent ensembles of identical
quantum systems is foundational for many studies in quantum metrology,
simulation, and information. Here, we realize these features by leveraging the
favorable properties of tweezer-trapped alkaline-earth atoms while introducing
a new, hybrid approach to tailoring optical potentials that balances
scalability, high-fidelity state preparation, site-resolved readout, and
preservation of atomic coherence. With this approach, we achieve trapping and
optical clock excited-state lifetimes exceeding $ 40 $ seconds in ensembles of
approximately $ 150 $ atoms. This leads to half-minute-scale atomic coherence
on an optical clock transition, corresponding to quality factors well in excess
of $10^{16}$. These coherence times and atom numbers reduce the effect of
quantum projection noise to a level that is on par with leading atomic systems,
yielding a relative fractional frequency stability of
$5.2(3)\times10^{-17}~(\tau/s)^{-1/2}$ for synchronous clock comparisons
between sub-ensembles within the tweezer array. When further combined with the
microscopic control and readout available in this system, these results pave
the way towards long-lived engineered entanglement on an optical clock
transition in tailored atom arrays.
- Abstract（参考訳）: 同一の量子系の大規模で低エントロピーで非常にコヒーレントなアンサンブルの作成は、多くの量子論、シミュレーション、情報研究の基礎となる。
本稿では,tweezer-trapping alkaline-earth atomsの好適な特性を活かし,スケーラビリティ,高忠実度状態形成,サイト分解型読み出し,原子コヒーレンスの保存を両立させる光学ポテンシャル調整のための新しいハイブリッドアプローチを導入することで,これらの特徴を実現する。
このアプローチにより、約150ドルの原子のアンサンブルで40ドル秒を超えるトラップと光時計励起状態の寿命を達成する。
これにより、光時計遷移における半分間の原子間コヒーレンスが発生し、これは10^{16}$を超える品質因子に対応する。
これらのコヒーレンス時間と原子数により、量子投射ノイズの効果は、主原子系と同等のレベルまで減少し、トワイザーアレイ内のサブセンス間の同期クロック比較のために、相対分数周波数安定性が5.2(3)\times10^{-17}~(\tau/s)^{-1/2}$となる。
このシステムで利用可能な顕微鏡制御と読み出しと組み合わせることで、これらの結果は、調整された原子配列の光時計遷移における長寿命な工学的絡み合いへの道を開く。
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