論文の概要: Trapped ions beyond carrier and sideband interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12612v1
- Date: Fri, 23 Dec 2022 23:37:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 05:28:00.841259
- Title: Trapped ions beyond carrier and sideband interactions
- Title（参考訳）: キャリアとサイドバンド相互作用を超えたトラップイオン
- Authors: T. Tassis and F. L. Semi\~ao
- Abstract要約: 電磁放射によって駆動されるトラップされたイオンは、これまでで最も発達した量子技術の1つである。
新しいトラップとキャビティの設計により、トラップ周波数とイオン放射結合定数が共振する状態が許される。
これにより、イオンから光子や他の量子操作への高速な量子ゲートと状態移動のための新しい場所が開く。
- 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: Trapped ions driven by electromagnetic radiation constitute one of the most
developed quantum technologies to date. The scenarios range from
proof-of-principle experiments to on-chip integration for quantum information
units. In most cases, these systems have operated in a regime where the
magnitude of the ion-radiation coupling constant is much smaller than the trap
and electronic transition frequencies. This regime allows the use of simple
effective Hamiltonians based on the validity of the rotating wave
approximation. However, novel trap and cavity designs now permit regimes in
which the trap frequency and the ion-radiation coupling constant are
commensurate. This opens up new venues for faster quantum gates and state
transfers from the ion to a photon, and other quantum operations. From the
theoretical side, however, there is not yet much known in terms of models and
applications that go beyond the weak driving scenario. In this work, we will
present two main results in the scenario of stronger drivings. First, we
revisit a known protocol to reconstruct the motional Wigner function and expand
it to stronger driving lasers. This extension is not trivial because the
original protocol makes use of effective Hamiltonians valid only for weak
drivings. The use of stronger fields or faster operations is desirable since
experimental reconstruction methods of that kind are usually hindered by
decoherence. We then present a model that allows the analytical treatment of
stronger drivings and that works well for non-resonant interactions, which are
generally out of the reach of the previous models.
- Abstract（参考訳）: 電磁放射によって駆動される閉じ込められたイオンは、これまでで最も発達した量子技術の一つである。
シナリオは、原理実証実験から量子情報ユニットのオンチップ統合まで幅広い。
ほとんどの場合、これらのシステムは、イオンと放射のカップリング定数の大きさがトラップと電子遷移周波数よりもずっと小さい状態で動作している。
この状態は、回転波近似の妥当性に基づく単純な有効ハミルトニアンの使用を可能にする。
しかし、新しいトラップとキャビティの設計により、トラップ周波数とイオン放射結合定数が共振する状態が許されている。
これにより、イオンから光子や他の量子操作への高速な量子ゲートと状態移動のための新しい場所が開く。
しかし、理論的な側面から見ると、弱い駆動シナリオを超えるモデルや応用については、まだよく分かっていない。
本研究は、より強い運転のシナリオにおける2つの主要な結果を示す。
まず,動作ウィグナー関数を再構成し,より強力な駆動レーザに拡張するための既知のプロトコルを再検討する。
この拡張は、元々のプロトコルは弱い駆動にのみ有効なハミルトン多様体を使用するため、自明ではない。
実験的な再建法は一般にデコヒーレンスによって妨げられるため、より強固なフィールドや高速な操作の使用が望ましい。
次に,より強固な駆動の解析的処理を可能にするモデルを示し,従来のモデルでは一般的ではない非共振相互作用にうまく機能することを示す。
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