論文の概要: Stabilization of ion-trap secular frequencies for a quantum phase transition study

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14478v1
• Date: Wed, 26 Oct 2022 05:00:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-21 13:32:04.149539
• Title: Stabilization of ion-trap secular frequencies for a quantum phase transition study
• Title（参考訳）: 量子相転移研究におけるイオントラップ周波数の安定化
• Authors: Jie Zhang, B. T. Chow, P. C. Haljan
• Abstract要約: 線形無線周波数(RF)ポールトラップ中のイオンの配列は、構造相転移を研究するのによい候補である。 本稿では、トラップ電極近傍のRF電圧のアクティブフィードバック安定化を含む、世俗周波数安定化を実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.308257382729074
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: An array of ions in a linear radio-frequency (RF) Paul trap is a good candidate for investigating structural phase transitions, such as the linear-to-zigzag (LZ) transition, due to the convenient control provided by modification of the trap confinement strength. In such studies, the trap secular frequencies are a key factor that limits the stability of the critical point (CP). In this paper, we implement secular-frequency stabilization, including active feedback stabilization of the RF voltage near the trap electrodes, and achieve a stability of better than 5~ppm over 200~s for both transverse and axial potentials. To evaluate the combined long-term stability of the trap potential in both directions, we measure the zigzag (ZZ) mode frequency near the CP, where the effect of instability in both trap directions is substantially amplified. The short-term noise within a limited spectral window is also suppressed by this scheme, as inferred from decoherence rates of the ZZ mode measured at different frequencies with Ramsey fringes. We also identify that the limitation of the secular frequency stability is mainly from the imperfect temperature insensitivity of voltage dividers and RF detectors, and as a result improvement of lab temperature stability is of great help for stabilizing the trap frequency.
• Abstract（参考訳）: 線形無線周波数(RF)ポールトラップ中のイオンの配列は、トラップ閉じ込め強度の調整によって得られる便利な制御のため、リニア・トゥ・ジグザグ(LZ)遷移のような構造相転移を研究するのに良い候補である。 このような研究において、トラップ世俗周波数は臨界点(CP)の安定性を制限する重要な要因である。 本稿では,トラップ電極近傍のRF電圧のアクティブフィードバック安定化を含む世俗周波数安定化を実現し,逆電位と軸電位の両方に対して5〜ppm以上の安定性を実現する。 両方向におけるトラップ電位の長期安定性を評価するために, cp近傍のジグザグ(zz)モード周波数を測定した。 また、ラムゼイ線で異なる周波数で測定されたZZモードの非コヒーレンス速度から推定すると、限られたスペクトル窓内の短期ノイズも抑制される。 また,電圧分割器やRF検出器の不完全な温度不感から,世俗周波数安定性の限界が主に生じること,その結果,実験室温度安定性の向上がトラップ周波数の安定化に有効であることも確認した。

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