論文の概要: Tunable transverse spin-motion coupling for quantum information processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.10437v1
• Date: Mon, 20 Jul 2020 19:52:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 22:57:28.607501
• Title: Tunable transverse spin-motion coupling for quantum information processing
• Title（参考訳）: 量子情報処理のためのTunable transverse spin-motion coupling
• Authors: Adam D West, Randall Putnam, Wesley C Campbell and Paul Hamilton
• Abstract要約: 我々は、その横方向プロファイルの勾配により、運動量がどのように単一のレーザービームに転送されるかを示す。 また、この効果が最近の実験ですでに未承認の役割を果たしている可能性についても論じる。
• 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: Laser-controlled entanglement between atomic qubits (`spins') and collective motion in trapped ion Coulomb crystals requires conditional momentum transfer from the laser. Since the spin-dependent force is derived from a spatial gradient in the spin-light interaction, this force is typically longitudinal -- parallel and proportional to the average laser $k$-vector (or two beams' $k$-vector difference), which constrains both the direction and relative magnitude of the accessible spin-motion coupling. Here, we show how momentum can also be transferred perpendicular to a single laser beam due to the gradient in its transverse profile. By controlling the transverse gradient at the position of the ion through beam shaping, the relative strength of the sidebands and carrier can be tuned to optimize the desired interaction and suppress undesired, off-resonant effects that can degrade gate fidelity. We also discuss how this effect may already be playing an unappreciated role in recent experiments.
• Abstract（参考訳）: レーザー制御された原子量子ビット(「スピン」)と捕捉イオンクーロン結晶の集団運動との間の絡み合いは、レーザーからの条件付運動量移動を必要とする。 スピン依存力はスピン-光相互作用の空間勾配から導かれるため、この力は通常、平均的なレーザー$k$-vector(または2つのビームの$k$-vector差分)に平行かつ比例して、アクセス可能なスピン-モーションカップリングの方向と相対的な大きさの両方を制約する。 ここでは, 横方向の勾配により, 一つのレーザビームに垂直に運動量を移動させる方法を示す。 ビームシェーピングによりイオンの位置における横勾配を制御することにより、サイドバンドとキャリアの相対強度を調整し、所望の相互作用を最適化し、ゲート忠実度を低下させる望ましくないオフ共振効果を抑制することができる。 また、この効果が最近の実験ですでに未承認の役割を果たしている可能性についても論じる。

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