論文の概要: Ultratight confinement of atoms in a Rydberg empowered optical lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.04450v3
- Date: Wed, 23 Oct 2024 05:59:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-24 13:51:31.239801
- Title: Ultratight confinement of atoms in a Rydberg empowered optical lattice
- Title（参考訳）: ライドベルクの光学格子における原子の極端閉じ込め
- Authors: Mohammadsadegh Khazali,
- Abstract要約: 本稿では,サブ波長空間構造を持つ原子型光学格子の創出について述べる。
このポテンシャルは、3レベルリドベルク配位原子の非線形光学応答を利用して生成される。
これらの超狭トラップ技術の開発は、Rydberg-Fermiゲート、アトムトロニクス、量子ウォーク、Hubbardモデル、中立原子量子シミュレーションなどの応用に大いに期待できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Optical lattices serve as fundamental building blocks for atomic quantum technology. However, the scale and resolution of these lattices are diffraction-limited to the light wavelength. In conventional lattices, achieving tight confinement of single sites requires high laser intensity, which unfortunately leads to reduced coherence due to increased scattering. This article presents a novel approach for creating an atomic optical lattice with a sub-wavelength spatial structure. The potential is generated by leveraging the nonlinear optical response of three-level Rydberg-dressed atoms, which allows us to overcome the diffraction limit of the driving fields. The resulting lattice comprises a three-dimensional array of ultra-narrow Lorentzian wells over nanometer scales. These unprecedented scales can now be accessed through a hybrid scheme that combines the dipolar interaction and optical twist of atomic eigenstates. The interaction-induced two-body resonance that forms the trapping potential, only occurs at a peculiar laser intensity, localizing the trap sites to ultra-narrow regions over the standing-wave driving field. The feasibility study shows that single-atom confinement in Lorentzian sites with 3nm width, and 37MHz depth are realizable with available lasers. The development of these ultra-narrow trapping techniques holds great promise for applications such as Rydberg-Fermi gates, atomtronics, quantum walks, Hubbard models, and neutral-atom quantum simulation.
- Abstract（参考訳）: 光格子は原子量子技術の基本的な構成要素として機能する。
しかし、これらの格子のスケールと分解能は光波長に制限される。
従来の格子では、単一部位の厳密な閉じ込めを達成するには高いレーザー強度が必要であるが、残念ながら散乱の増加によりコヒーレンスを減少させる。
本稿では,サブ波長空間構造を持つ原子型光学格子の創出について述べる。
このポテンシャルは、3レベルリドベルク配位原子の非線形光学応答を利用して生成され、駆動場の回折限界を克服することができる。
得られた格子は、ナノメートルスケール上の超狭いローレンツ井戸の3次元配列からなる。
これらの前例のないスケールは、原子固有状態の双極子相互作用と光学的ツイストを組み合わせたハイブリッドスキームを通じてアクセスすることができる。
トラップ電位を形成する相互作用誘起二体共鳴は、特別なレーザー強度でのみ発生し、固定波駆動場上の極小領域にトラップ部位を局在させる。
実現可能性の研究は、ローレンツの3nmの幅と37MHzの深さを持つ単一原子の閉じ込めが、利用可能なレーザーで実現可能であることを示している。
これらの超狭トラップ技術の開発は、Rydberg-Fermiゲート、アトムトロニクス、量子ウォーク、Hubbardモデル、中立原子量子シミュレーションなどの応用に大いに期待できる。
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