論文の概要: An accordion superlattice for controlling atom separation in optical potentials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.04144v1
• Date: Tue, 10 Jan 2023 19:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-12 18:14:10.778712
• Title: An accordion superlattice for controlling atom separation in optical potentials
• Title（参考訳）: 光ポテンシャルにおける原子分離制御のためのアコーディオン超格子
• Authors: Simon Wili, Tilman Esslinger, and Konrad Viebahn
• Abstract要約: 光学格子中の閉じ込められた原子を遠距離で分離する方法を提案する。 2つの重畳されたポテンシャルの間に原子をコヒーレントに積み込むことで、原理的には、任意に大きな原子分離に達することができる。 この方法は、光学的ツイーザを用いた中性原子量子コンピューティングや、低エントロピー多体状態の量子シミュレーションにも応用できる。
• 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 propose a method for separating trapped atoms in optical lattices by large distances. The key idea is the cyclic transfer of atoms between two lattices of variable spacing, known as accordion lattices, each covering at least a factor of two in lattice spacing. By coherently loading atoms between the two superimposed potentials, we can reach, in principle, arbitrarily large atom separations, while requiring only a relatively small numerical aperture. Numerical simulations of our `accordion superlattice' show that the atoms remain localised to one lattice site throughout the separation process, even for moderate lattice depths. In a proof-of-principle experiment we demonstrate the optical fields required for the accordion superlattice using acousto-optic deflectors. The method can be applied to neutral-atom quantum computing with optical tweezers, as well as quantum simulation of low-entropy many-body states. For instance, a unit-filling atomic Mott insulator can be coherently expanded by a factor of ten in order to load an optical tweezer array with very high filling. In turn, sorted tweezer arrays can be compressed to form high-density states of ultracold atoms in optical lattices. The method can be also be applied to biological systems where dynamical separation of particles is required.
• Abstract（参考訳）: 光学格子中の閉じ込められた原子を遠距離で分離する方法を提案する。 鍵となる考え方は、アコーディオン格子と呼ばれる2つの格子間の原子の循環移動であり、それぞれが格子間隔における少なくとも2つの因子をカバーしている。 2つの重ね合わされたポテンシャルの間に原子をコヒーレントに積み込むことにより、原理上、任意に大きな原子分離に到達でき、比較的小さな開口しか必要としない。 アコーディオン超格子(accordion superlattice)の数値シミュレーションにより、原子は分離過程を通じて、中程度の格子深度でも1つの格子部位に局在していることが示された。 原理実証実験では、アコーディオン超格子に必要な光学場を音響光学偏向器を用いて実証する。 この方法は、光トウィーザーを用いた中性原子量子コンピューティングや、低エントロピー多体状態の量子シミュレーションにも応用できる。 例えば、ユニット充填原子モット絶縁体は、非常に高い充填量を持つ光ツイーザアレイをロードするために、10の係数でコヒーレントに拡張することができる。 順番にソートされたツイーザーアレイを圧縮し、光学格子中の超低温原子の高密度状態を形成する。 この方法は、粒子の動的分離が必要な生体システムにも適用することができる。

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