論文の概要: Spinor matterwave control with nanosecond spin-dependent kicks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.09709v4
• Date: Fri, 26 May 2023 08:09:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-30 00:38:54.211049
• Title: Spinor matterwave control with nanosecond spin-dependent kicks
• Title（参考訳）: ナノ秒スピン依存キックによるスピノルマター波制御
• Authors: Liyang Qiu, Lingjing Ji, Jiangyong Hu, Yizun He, Yuzhuo Wang, Saijun Wu
• Abstract要約: 量子技術は超微細ラマン遷移を持つ原子の物質波の迅速な制御に依存している。 これらの遷移は非補償の動的相とコヒーレントスピンの発散を伴う。 これらの制限を克服するために、断熱パルスシーケンスをプログラムする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8155575318208631
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Significant aspects of advanced quantum technology today rely on rapid control of atomic matterwaves with hyperfine Raman transitions. Unfortunately, efficient Raman excitations are usually accompanied by uncompensated dynamic phases and coherent spin-leakages, preventing accurate and repetitive transfer of recoil momentum to large samples. We provide systematic study to demonstrate that the limitations can be substantially overcame by dynamically programming an adiabatic pulse sequence. Experimentally, counter-propagating frequency-chirped pulses are programmed on an optical delay line to parallelly drive five $\Delta m=0$ hyperfine Raman transitions of $^{85}$Rb atoms for spin-dependent kick (SDK) within $\tau=40$~nanoseconds, with an $f_{\rm SDK}\approx 97.6\%$ inferred fidelity. Aided by numerical modeling, we demonstrate that by alternating the chirps of successive pulses in a balanced fashion, accumulation of non-adiabatic errors including the spin-leakages can be managed, while the dynamic phases can be robustly cancelled. Operating on a phase-stable delay line, the method supports precise, fast, and flexible control of spinor matterwave with efficient Raman excitations.
• Abstract（参考訳）: 今日の先進量子技術の重要な側面は、超微細ラマン遷移を持つ原子の物質波の迅速な制御に依存している。 残念なことに、効率的なラマン励起は通常、補償されていない動的位相とコヒーレントなスピン放出を伴い、大規模な試料へのリコイル運動量の正確な繰り返し移動を防ぐ。 本研究では, 断熱パルス列を動的にプログラムすることで, 限界を著しく過大評価できることを示す。 実験的に、逆伝播周波数チャープパルスは光遅延線上にプログラムされ、5つの$\delta m=0$ hyperfine raman 遷移をスピン依存キック (sdk) のために$^{85}$rb 原子を$\tau=40$~nanoseconds で並列に駆動し、$f_{\rm sdk}\approx 97.6\%$ inferred fidelityである。 数値モデリングにより, 逐次パルスのチャープを平衡的に交互に調整することにより, スピン浸出を含む非断熱誤差の蓄積を管理でき, 動的位相を堅牢にキャンセルできることを示した。 位相安定遅延線で動作し、効率的なラマン励起によるスピノル物質波の精密かつ高速かつ柔軟な制御をサポートする。

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