論文の概要: State Readout of a Trapped Ion Qubit Using a Trap-Integrated Superconducting Photon Detector

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.00065v1
• Date: Fri, 31 Jul 2020 20:09:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-07 12:24:04.557481
• Title: State Readout of a Trapped Ion Qubit Using a Trap-Integrated Superconducting Photon Detector
• Title（参考訳）: トラップ型超伝導光子検出器による捕捉イオン量子状態の読み出し
• Authors: S. L. Todaro, V. B. Verma, K. C. McCormick, D. T. C. Allcock, R. P. Mirin, D. J. Wineland, S. W. Nam, A. C. Wilson, D. Leibfried, and D. H. Slichter
• Abstract要約: トラップ積分光子検出器を用いたイオン量子ビットの高忠実性読出しについて報告する。 平均読み出し精度は0.9991(1)であり、平均読み出し時間は46$mu$sである。 イオンと検出器の間に干渉する光学素子がないため、イオン蛍光を自己校正光源として利用し、検出器の量子効率と光子入射角と偏光への依存性を決定することができる。
• 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: We report high-fidelity state readout of a trapped ion qubit using a trap-integrated photon detector. We determine the hyperfine qubit state of a single $^9$Be$^+$ ion held in a surface-electrode rf ion trap by counting state-dependent ion fluorescence photons with a superconducting nanowire single-photon detector (SNSPD) fabricated into the trap structure. The average readout fidelity is 0.9991(1), with a mean readout duration of 46 $\mu$s, and is limited by the polarization impurity of the readout laser beam and by off-resonant optical pumping. Because there are no intervening optical elements between the ion and the detector, we can use the ion fluorescence as a self-calibrated photon source to determine the detector quantum efficiency and its dependence on photon incidence angle and polarization.
• Abstract（参考訳）: トラップ型光子検出器を用いた捕捉イオン量子ビットの高忠実度状態読み出しについて報告する。 このトラップ構造に作製された超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)を用いた状態依存型イオン蛍光光子を数えることにより、表面電界rfイオントラップに保持される1つの$^9$Be$^+$イオンの超微細量子状態を決定する。 平均読み出し忠実度は 0.9991(1) であり、平均読み出し期間は 46 $\mu$s であり、読み出しレーザビームの偏光不純物とオフ共振光励起によって制限される。 イオンと検出器の間に干渉する光学素子がないため、イオン蛍光を自己校正光源として利用し、検出器の量子効率と光子入射角と偏光への依存性を決定することができる。

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