論文の概要: Controlling Rydberg excitations using ion core transitions in alkaline
earth atom tweezer arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.06902v1
- Date: Wed, 13 Oct 2021 17:32:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 14:35:08.098466
- Title: Controlling Rydberg excitations using ion core transitions in alkaline
earth atom tweezer arrays
- Title（参考訳）: アルカリ土類原子tweezer配列におけるイオンコア転移を用いたRydberg励起の制御
- Authors: Alex P Burgers, Shuo Ma, Sam Saskin, Jack Wilson, Miguel A Alarc\'on,
Chris H Greene, Jeff D Thompson
- Abstract要約: ゲート演算の局所制御は、Rydberg原子配列を用いた量子コンピューティングにおいて顕著な課題である。
1つのアプローチは、大域場を用いて、リドベルク状態に原子を励起し、局所的な光シフトを通じて共鳴から個々の原子を調整することである。
我々は、Yb$+$6srightarrow6p_1/2$遷移付近で調整されたレーザーによって誘導される光シフトにより、Yb光ツイーザーアレイにおけるRydberg励起のグローバル制御を実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6896268759002248
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scalable, local control over gate operations is an outstanding challenge in
the field of quantum computing and programmable quantum simulation with Rydberg
atom arrays. One approach is to use a global field to excite atoms to the
Rydberg state, and tune individual atoms in and out of resonance via local
light shifts. In this work, we point out that photon scattering errors from
light shifts can be significantly reduced if the light shift is applied to the
Rydberg state instead of the ground state, which can be realized in Rydberg
states of alkaline earth atoms using optical transitions in the ion core. As a
proof-of-concept, we experimentally demonstrate global control of Rydberg
excitations in a Yb optical tweezer array via light shifts induced by a laser
tuned near the Yb$^+$ $6s\rightarrow6p_{1/2}$ transition. We also perform
detailed spectroscopy of the induced light shift and scattering rates of the
$6sns$ $^3$S$_1$ Rydberg states and reveal the existence of satellite lines
where losses from autoionization are strongly suppressed. This work can be
readily extended to implement local gate operations in Rydberg atom arrays.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルで局所的なゲート操作制御は、rydberg原子配列を用いた量子コンピューティングとプログラム可能な量子シミュレーションの分野では際立った課題である。
一つのアプローチは、大域的な場を使って原子をライドバーグ状態に励起し、局所的な光シフトによって共鳴内外の個々の原子をチューニングする。
本研究では, イオン核内の光遷移を用いてアルカリ土類原子のリドベルグ状態において実現可能な基底状態ではなく, ライドベルグ状態に対して光シフトを適用することで, 光シフトからの光子散乱誤差を著しく低減できることを示す。
概念実証として、yb$^+$6s\rightarrow6p_{1/2}$遷移付近で調整されたレーザーによって誘起される光シフトによりyb光学トウェザーアレイにおけるrydberg励起のグローバル制御を実験的に実証する。
6sns$$^3$s$_1$ rydberg状態の誘起光シフトと散乱速度の詳細な分光分析を行い、自己イオン化による損失が強く抑制される衛星線の存在を明らかにする。
この作業は、rydberg atom配列のローカルゲート操作を実装するために容易に拡張できる。
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