論文の概要: Fast Laser Cooling Using Optimal Quantum Control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05443v2
• Date: Mon, 11 Oct 2021 14:15:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 02:14:24.235871
• Title: Fast Laser Cooling Using Optimal Quantum Control
• Title（参考訳）: 最適量子制御による高速レーザー冷却
• Authors: Xie-Qian Li, Shuo Zhang, Jie Zhang, Wei Wu, Chu Guo, Ping-Xing Chen
• Abstract要約: 最先端の冷却スキームは、分析的に導出された最適冷却条件のセットの下で機能することが多い。 高速な冷却が可能でありながら,低平均フォノン占有を維持可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.815965846475027
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cooling down a trapped ion into its motional ground state is a central step for trapped ions based quantum information processing. State of the art cooling schemes often work under a set of optimal cooling conditions derived analytically using a perturbative approach, in which the sideband coupling is assumed to be the weakest of all the relevant transitions. As a result the cooling rate is severely limited. Here we propose to use quantum control technique powered with automatic differentiation to speed up the classical cooling schemes. We demonstrate the efficacy of our approach by applying it to find the optimal cooling conditions for classical sideband cooling and electromagnetically induced transparency cooling schemes, which are in general beyond the weak sideband coupling regime. Based on those numerically found optimal cooling conditions, we show that faster cooling can be achieved while at the same time a low average phonon occupation can be retained.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオンを運動基底状態に冷却することは、閉じ込められたイオンベースの量子情報処理の中心的なステップである。 アート冷却スキームの状態は、側バンド結合が関連する全ての遷移のうち最も弱いと仮定された摂動的アプローチで解析的に導出される一連の最適冷却条件の下でよく機能する。 その結果、冷却速度は著しく制限される。 本稿では,従来の冷却方式を高速化するために,自動微分を用いた量子制御手法を提案する。 従来のサイドバンド冷却と電磁誘導透過冷却の最適冷却条件を, 一般に弱サイドバンド結合を超越した最適冷却条件を求めることにより, 本手法の有効性を実証する。 これらの数値的な最適冷却条件に基づき、高速冷却が可能でありながら、低平均フォノン占有を維持可能であることを示す。

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