論文の概要: A high-cooperativity confocal cavity QED microscope
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06716v1
- Date: Tue, 13 Dec 2022 16:41:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 16:01:56.818704
- Title: A high-cooperativity confocal cavity QED microscope
- Title（参考訳）: 高共役共焦点空洞qed顕微鏡
- Authors: Ronen M. Kroeze, Brendan P. Marsh, Kuan-Yu Lin, Jonathan Keeling, and
Benjamin L. Lev
- Abstract要約: ユニティよりもはるかに大きなコオペラティティティを持つキャビティQEDは、高忠実な量子センシングと情報処理を可能にする。
近接共焦点光ファブリ・ペロトキャビティのようなより複雑なマルチモード共振器は、キャビティ内原子イメージングを提供することができる。
- 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: Cavity QED with cooperativity far greater than unity enables high-fidelity
quantum sensing and information processing. The high-cooperativity regime is
often reached through the use of short, single-mode resonators. More
complicated multimode resonators, such as the near-confocal optical
Fabry-P\'{e}rot cavity, can provide intracavity atomic imaging in addition to
high cooperativity. This capability has recently proved important for exploring
quantum many-body physics in the driven-dissipative setting. In this work, we
show that a confocal cavity QED microscope can realize cooperativity in excess
of 110. This cooperativity is on par with the very best single-mode cavities
(which are far shorter) and 21$\times$ greater than single-mode resonators of
similar length and mirror radii. The 1.7-$\mu$m imaging resolution is naturally
identical to the photon-mediated interaction range. We measure these quantities
by determining the threshold of cavity superradiance when small, optically
tweezed Bose-Einstein condensates are pumped at various intracavity locations.
Transmission measurements of an ex situ cavity corroborate these results. We
provide a theoretical description that shows how cooperativity enhancement
arises from the dispersive coupling to the atoms of many near-degenerate modes.
- Abstract（参考訳）: ユニティよりもはるかに大きな協調性を持つキャビティQEDは、高忠実な量子センシングと情報処理を可能にする。
高協力性体制は短い単モード共振器を用いることでしばしば到達する。
近接共焦点光ファブリ-P\'{e}rotキャビティのようなより複雑な多重モード共振器は、高い協調性に加えてキャビティ内原子イメージングを提供することができる。
この能力は最近、駆動散逸状態における量子多体物理学の探索に重要であることが証明された。
本研究では,共焦点キャビティqed顕微鏡が110以上の協調性を実現することを示す。
この協調性は、非常に優れたシングルモードキャビティ(これははるかに短い)と、同様の長さとミラー半径を持つシングルモード共振器よりも21$\times$である。
1.7-$\mu$m画像解像度は、自然に光子による相互作用範囲と同一である。
各種キャビティ内位置において,小型の光学解凍ボース・アインシュタイン凝縮物が励起される場合のキャビティ超放射率の閾値を決定することにより,これらの量を測定した。
外部空洞の透過測定はこれらの結果を裏付ける。
我々は,多くの近退化モードの原子への分散結合から,協調性向上がいかに生じるかを示す理論的説明を提供する。
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