論文の概要: Time-of-Flight Quantum Tomography of Single Atom Motion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.03053v2
• Date: Thu, 7 Apr 2022 14:18:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 23:58:38.123764
• Title: Time-of-Flight Quantum Tomography of Single Atom Motion
• Title（参考訳）: 単一原子運動の飛行時間量子トモグラフィ
• Authors: M. O. Brown, S. R. Muleady, W. J. Dworschack, R. J. Lewis-Swan, A. M. Rey, O. Romero-Isart, C. A. Regal
• Abstract要約: 飛行時間イメージングは、単一の閉じ込められた原子の運動の量子状態のトモグラフィーを実現することができることを示す。 運動のトモグラフィーは、位置と運動量の両方にまたがる位相空間を研究する必要がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Time of flight is an intuitive way to determine the velocity of particles and lies at the heart of many capabilities ranging from mass spectrometry to fluid flow measurements. Here we show time-of-flight imaging can realize tomography of a quantum state of motion of a single trapped atom. Tomography of motion requires studying the phase space spanned by both position and momentum. By combining time-of-flight imaging with coherent evolution of the atom in an optical tweezer trap, we are able to access arbitrary quadratures in phase space without relying on coupling to a spin degree of freedom. To create non-classical motional states, we harness quantum tunneling in the versatile potential landscape of optical tweezers, and our tomography both demonstrates Wigner function negativity and assesses coherence of non-stationary states. Our demonstrated tomography concept has wide applicability to a range of particles and will enable characterization of non-classical states of more complex systems or massive dielectric particles.
• Abstract（参考訳）: 飛行時間は粒子の速度を決定する直感的な方法であり、質量分析から流体流量の測定まで多くの能力の中心に位置する。 ここでは、1つの閉じ込められた原子の運動の量子状態のトモグラフィーを実現する。 運動のトモグラフィーは、位置と運動量の両方にまたがる位相空間の研究を必要とする。 光トウェザトラップにおける飛行時間のイメージングと原子のコヒーレントな進化を組み合わせることで、スピンの自由度にカップリングを頼らずに位相空間内の任意の二次体にアクセスできる。 非古典的運動状態を作成するために、量子トンネル法を光学トワイザーの多彩なポテンシャル景観に活用し、トモグラフィーはウィグナー関数のネガティビティを実証し、非定常状態のコヒーレンスを評価する。 実演トモグラフィーの概念は多種多様な粒子に適用可能であり、より複雑な系や巨大な誘電体粒子の非古典的状態のキャラクタリゼーションを可能にする。

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