論文の概要: Strong coupling and active cooling in a finite temperature hybrid atom-cavity system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.01386v2
• Date: Thu, 4 Nov 2021 18:52:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 00:54:01.269222
• Title: Strong coupling and active cooling in a finite temperature hybrid atom-cavity system
• Title（参考訳）: 有限温度ハイブリッド原子空洞系における強結合とアクティブ冷却
• Authors: Lindsey F. Keary and Jonathan D. Pritchard
• Abstract要約: 有限温度でも強い結合の量子的性質を観測でき、この結合を利用して基底状態に向かって熱マイクロ波モードを冷却することができることを示す。 複数の原子の冷却も検討され、小さな試料の冷却が最大であることが示され、空洞冷却へのアプローチとなり、熱導波路による超伝導量子ビットの長距離カップリングへの応用が期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: For a standard two-level atom coupled to the quantized field of a resonant cavity, finite temperature effects lead to thermal occupation of the cavity modes that obfuscates measurement of the quantum nature of the atom-light interaction. In this paper we demonstrate that using a hybrid system of a superconducting cavity coupled to a multi-level Rydberg atom it is possible to observe the quantum nature of strong coupling even at finite temperatures, and to exploit this coupling to permit cooling of the thermal microwave mode towards the ground-state, enabling observation of coherent vacuum Rabi oscillations even at 4~K for realistic experimental parameters. Cooling for multiple atoms is also explored, showing maximal cooling for small samples, making this a viable approach to cavity cooling with potential applications in long-range coupling of superconducting qubits via thermal waveguides.
• Abstract（参考訳）: 共鳴キャビティの量子化場に結合した標準2レベル原子に対して、有限温度効果は、原子-光相互作用の量子的性質の測定を補うキャビティモードの熱的占有に繋がる。 本稿では,多レベルリドバーグ原子に結合した超伝導キャビティのハイブリッド系を用いて,有限温度においても強結合の量子特性を観測し,この結合を利用して熱マイクロ波モードの基底状態への冷却を可能とし,現実的な実験パラメータとして4～kでもコヒーレント真空ラビ振動を観測できることを実証する。 また、複数の原子の冷却も研究され、小さな試料の最大冷却を示し、熱導波路を介して超伝導量子ビットの長距離結合に潜在的に応用できるキャビティ冷却への有効なアプローチである。

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