論文の概要: Sub-ms, nondestructive, time-resolved quantum-state readout of a single,
trapped neutral atom
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.09422v2
- Date: Sun, 11 Oct 2020 20:55:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-09 03:06:00.233411
- Title: Sub-ms, nondestructive, time-resolved quantum-state readout of a single,
trapped neutral atom
- Title（参考訳）: 単一の閉じ込められた中性原子の非破壊的時間分解量子状態読み出し
- Authors: Margaret E. Shea, Paul M. Baker, James A. Joseph, Jungsang Kim, Daniel
J. Gauthier
- Abstract要約: 蛍光検出による高速で非破壊的な量子状態の読み出しを実現する。
原子は線形偏光レーザービームによって駆動され、原子集団の分布に敏感である。
我々の結果は、中性原子量子コンピューティングとシミュレーションに応用される可能性が高い。
- 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: We achieve fast, nondestructive quantum-state readout via fluorescence
detection of a single $^{87}$Rb atom in the 5$S_{1/2}$ ($F=2$) ground state
held in an optical dipole trap. The atom is driven by linearly-polarized
readout laser beams, making the scheme insensitive to the distribution of
atomic population in the magnetic sub-levels. We demonstrate a readout fidelity
of $97.6\pm0.2\%$ in a readout time of $160\pm20$ $\mu$s with the atom retained
in $>97\%$ of the trials, representing an advancement over other
magnetic-state-insensitive techniques. We demonstrate that the $F=2$ state is
partially protected from optical pumping by the distribution of the dipole
matrix elements for the various transitions and the AC-Stark shifts from the
optical trap. Our results are likely to find application in neutral-atom
quantum computing and simulation.
- Abstract（参考訳）: 光学双極子トラップで保持された5$S_{1/2}$$$F=2$の基底状態における1つの$^{87}$Rb原子の蛍光検出による高速で非破壊的な量子状態の読み出しを実現する。
原子は線形偏光レーザービームによって駆動され、磁気サブレベルにおける原子の分布に敏感である。
我々は、9,7.6\pm0.2\%$の読み出し時間で160\pm20$$\mu$sの読み出しフィリティを実証した。
種々の遷移に対する双極子行列要素の分布と光トラップからの交流-スタークシフトにより、F=2$状態が部分的に光ポンピングから保護されることを示した。
我々の結果は中性原子量子コンピューティングとシミュレーションに応用される可能性が高い。
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