論文の概要: On the optimality of optical pumping for a closed $\Lambda$-system with
large decay rates of the intermediate excited state
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13212v1
- Date: Mon, 26 Dec 2022 16:41:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 02:51:31.553205
- Title: On the optimality of optical pumping for a closed $\Lambda$-system with
large decay rates of the intermediate excited state
- Title（参考訳）: 中間励起状態の崩壊率が大きい閉じた$\Lambda$-systemに対する光ポンピングの最適性について
- Authors: Dionisis Stefanatos and Emmanuel Paspalakis
- Abstract要約: 我々は, 励起中間レベルが共通の大レートで下層に崩壊する閉じた$Lambda$-systemに対して, 下層間の集団移動の最適スキームは, 実際に光ポンピングであることを示す。
また、目標状態への減衰速度が初期状態よりも大きい場合や、2つの速度が互いにあまり異なる場合、光ポンピングが最適であることを示す。
- 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: We use optimal control theory to show that for a closed $\Lambda$-system
where the excited intermediate level decays to the lower levels with a common
large rate, the optimal scheme for population transfer between the lower levels
is actually optical pumping. In order to obtain this result we exploit the
large decay rate to eliminate adiabatically the weakly coupled excited state,
then perform a transformation to the basis comprised of the dark and bright
states, and finally apply optimal control to this transformed system.
Subsequently, we confirm the optimality of the optical pumping scheme for the
original closed $\Lambda$-system using numerical optimal control. We also
demonstrate numerically that optical pumping remains optimal when the decay
rate to the target state is larger than that to the initial state or the two
rates are not very different from each other. The present work is expected to
find application in various tasks of quantum information processing, where such
systems are encountered.
- Abstract（参考訳）: 最適制御理論を用いて、励起中間準位が共通の大きな速度で低レベルに崩壊する閉じた$\lambda$-システムに対して、低レベル間の人口移動の最適スキームは実際には光ポンピングであることを示す。
この結果を得るために,大減衰率を利用して弱結合励起状態を排除し,暗い状態と明るい状態からなる基底への変換を行い,最終的にこの変換系に最適制御を適用する。
次に, 数値的最適制御により, 初期閉値$\lambda$-system に対する光ポンピングスキームの最適性を確認した。
また, 対象状態に対する減衰率が初期状態よりも大きい場合や, 2つの速度が互いに大きく異なる場合, 光ポンピングが最適であることを示す。
本研究は,このようなシステムが遭遇する量子情報処理の様々なタスクに応用されることが期待される。
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