論文の概要: Gate fidelity, dephasing, and "magic" trapping of optically trapped neutral atom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.00729v1
• Date: Mon, 1 Aug 2022 10:27:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-02 19:03:21.943129
• Title: Gate fidelity, dephasing, and "magic" trapping of optically trapped neutral atom
• Title（参考訳）: 光捕捉された中性原子のゲート忠実性、非強調、および「魔法」トラップ
• Authors: Pengfei Yang, Gang Li, Zhihui Wang, Pengfei Zhang, and Tiancai Zhang
• Abstract要約: その結果,コヒーレント回転ゲートの忠実度は熱捕獲された原子の温度によって劇的に制限されていることがわかった。 また,トラップレーザー強度のゆらぎによるデコヒーレンスについても論じる。 原子を振動基底状態に冷却することで、ゲートの忠実度とコヒーレンス時間の両方を劇的に向上させることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.991638857300117
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The fidelity of the gate operation and the coherence time of neutral atoms trapped in an optical dipole trap are figures of merit for the applications. The motion of the trapped atom is one of the key factors which influence the gate fidelity and coherence time. The motion has been considered as a classical oscillator in analyzing the influence. Here we treat the motion of the atom as a quantum oscillator. The population on the vibrational states of the atom are considered in analyzing the gate fidelity and decoherence. We show that the fidelity of a coherent rotation gate is dramatically limited by the temperature of a thermally trapped atom. We also show that the dephasing between the two hyperfine states due to the thermal motion of the atom could rephase naturally if the differential frequency shift is stable and the vibrational states do not change. The decoherence due to the fluctuations of the trap laser intensity is also discussed. Both the gate fidelity and coherence time can be dramatically enhanced by cooling the atom into vibrational ground states and/or by using a blue-detuned trap. More importantly, we propose a "magic" trapping condition by preparing the atom into specific vibrational states.
• Abstract（参考訳）: 光双極子トラップに閉じ込められた中性原子のゲート操作の忠実性とコヒーレンス時間(coherence time)は、この応用のメリットである。 閉じ込められた原子の運動は、ゲート忠実性とコヒーレンス時間に影響を与える重要な要素の1つである。 この動きは、その影響を分析する古典的な発振器と見なされている。 ここでは原子の動きを量子振動子として扱う。 原子の振動状態の人口は、ゲート忠実性とデコヒーレンスを分析する際に考慮される。 その結果、コヒーレント回転ゲートの忠実度は熱的に閉じ込められた原子の温度によって劇的に制限されることがわかった。 また, 差動周波数シフトが安定で振動状態が変化しない場合, 原子の熱運動による2つの超微細構造間の位相差は自然に再相転移することを示した。 また,トラップレーザー強度の変動によるデコヒーレンスについても考察した。 ゲート忠実度とコヒーレンス時間の両方は、原子を振動基底状態に冷却したり、あるいは青色調整トラップを用いて劇的に向上させることができる。 さらに、特定の振動状態に原子を準備することで「魔法」トラップ条件を提案する。

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