論文の概要: Parallel-Electromagnetically-Induced-Transparency Near Ground-State Cooling of a Trapped-ion Crystal

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01028v1
• Date: Thu, 2 Dec 2021 07:40:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 02:39:03.143891
• Title: Parallel-Electromagnetically-Induced-Transparency Near Ground-State Cooling of a Trapped-ion Crystal
• Title（参考訳）: トラッピングイオン結晶の地中冷却近傍の並列電磁誘導透過性
• Authors: Jie Zhang, Man-Chao Zhang, Yi Xie, Chun-Wang Wu, Bao-Quan Ou, Ting Chen, Wan-Su Bao, Paul Haljan, Wei Wu, Shuo Zhang, Ping-Xing Chen
• Abstract要約: パウロトラップ中のイオン結晶に対する並列電磁誘導透過(パラレル-EIT)冷却法を実験的に実証した。 標準的な電磁誘導透過(EIT)冷却よりも冷却共鳴条件に強い要求は少ない。 この冷却方式の実証実験は, 最大4個の捕獲された40Ca+イオンを用いて行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.436462186060728
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically propose and experimentally demonstrate a parallel-electromagnetically-induced transparency (parallel-EIT) cooling technique for ion crystals in the Paul trap. It has less stringent requirements on the cooling resonance condition than the standard electromagnetically-induced transparency (EIT) cooling, thus allowing, in principle, to simultaneously cool the motional mode spectrum with an arbitrary range. A proof-of-principle validation for this cooling scheme is experimentally demonstrated with up to 4 trapped 40Ca+ ions. We observe simultaneous near-ground-state cooling for all motional modes with best average phonon number about 0.2. By tuning the trap frequency in a large range to imitate a broadband motional mode spectrum, we can still reach almost the same cooling limit for all the modes while standard EIT cooling shows limited cooling range. Our method has a simple experimental configuration, requiring only appropriate modulation of the probe beam of standard EIT cooling, and can be applied to various types of ions (e.g., 171Yb+, 40Ca+). This cooling scheme provides a powerful tool for the initialization of the trapped-ion quantum computers and simulators.
• Abstract（参考訳）: 我々は,ポールトラップ内のイオン結晶に対する並列電磁誘導透過(並列EIT)冷却法を理論的に提案し,実験的に実証した。 標準的な電磁誘導透過(EIT)冷却よりも冷却共鳴条件に強い要求が無く、原理的には任意の範囲で運動モードスペクトルを同時に冷却することができる。 この冷却方式の原理実証検証は、最大4個の40ca+イオンで実験的に実証される。 平均フォノン数約0.2の全ての運動モードに対して, 同時に近地状態の冷却を観測した。 広帯域の動作モードスペクトルを模倣するために広い範囲のトラップ周波数をチューニングすることで、標準eit冷却は限られた冷却範囲を示す一方で、全てのモードにおいてほぼ同じ冷却限界に達することができる。 本手法は、標準eit冷却のプローブビームの適切な変調しか必要とせず、様々な種類のイオン(例えば171yb+,40ca+)に適用できる簡易な実験構成を有する。 この冷却方式は、閉じ込められたイオン量子コンピュータとシミュレータの初期化のための強力なツールを提供する。

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