論文の概要: Driving alkali Rydberg transitions with a phase-modulated optical lattice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01874v1
• Date: Tue, 4 Oct 2022 19:46:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-23 21:53:45.831913
• Title: Driving alkali Rydberg transitions with a phase-modulated optical lattice
• Title（参考訳）: 位相変調光格子によるアルカリリドバーグ転移の駆動
• Authors: Ryan Cardman, Georg Raithel
• Abstract要約: 定常波レーザー場を用いたRydberg-Rydberg遷移の分光法の開発と実証を行った。 この方法は、電気双極子カップリングよりも制限的な選択規則の少ないリドベルク電子の雷動相互作用に基づいている。 この方法では、ライドバーグ-ライドバーグ遷移の光学ドップラーフリー高精度分光法と空間選択的量子ビット演算法を舗装する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We develop and demonstrate a spectroscopic method for Rydberg-Rydberg transitions using a phase-controlled and -modulated, standing-wave laser field focused on a cloud of cold $^{85}$Rb Rydberg atoms. The method is based on the ponderomotive (${\bf{A}}^2$) interaction of the Rydberg electron, which has less-restrictive selection rules than electric-dipole couplings, allowing us to probe both $nS_{1/2}\rightarrow nP_{1/2}$ and $nS_{1/2}\rightarrow (n+1)S_{1/2}$ transitions in first-order. Without any need to increase laser power, third and fourth-order sub-harmonic drives are employed to access Rydberg transitions in the 40 to 70 GHz frequency range using widely-available optical phase modulators in the Ku-band (12 to 18 GHz). Measurements agree well with simulations based on the model we develop. The spectra have prominent Doppler-free, Fourier-limited components. The method paves the way for optical Doppler-free high-precision spectroscopy of Rydberg-Rydberg transitions and for spatially-selective qubit manipulation with $\mu$m-scale resolution in Rydberg-based simulators and quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 位相制御型, 変調型, 定常波レーザー場を用いたRydberg-Rydberg遷移の分光法を開発し, 実験を行った。 この方法は、リドバーグ電子が電気双極子カップリングよりも制限的な選択規則を満たしていないことを考慮し、一階の遷移において、$ns_{1/2}\rightarrow np_{1/2}$ と $ns_{1/2}\rightarrow (n+1)s_{1/2}$ の両方を調べることができる。 レーザーパワーを増大させる必要がなく、第3および第4次サブハーモニックドライブは、Kuバンド(12から18GHz)で広く利用可能な光位相変調器を用いて40から70GHzの周波数範囲でライドバーグ遷移にアクセスするために使用される。 測定は、我々が開発するモデルに基づくシミュレーションとよく一致する。 スペクトルはドップラーフリーでフーリエリミテッドな成分を持つ。 この方法は、rydberg-rydberg遷移の光学ドップラーフリーの高精度分光と、rydbergベースのシミュレータと量子コンピュータにおける$\mu$mスケールの空間選択的量子ビット操作への道を開く。

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