論文の概要: Sideband thermometry of ion crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.07880v3
• Date: Wed, 18 Oct 2023 13:59:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-19 13:10:30.087621
• Title: Sideband thermometry of ion crystals
• Title（参考訳）: イオン結晶のサイドバンド温度測定
• Authors: Ivan Vybornyi, Laura S. Dreissen, Dominik Kiesenhofer, Helene Hainzer, Matthias Bock, Tuomas Ollikainen, Daniel Vadlejch, Christian F. Roos, Tanja E. Mehlst\"aubler, Klemens Hammerer
• Abstract要約: イオン結晶に適した新しい温度測定法を提案する。 大きなイオン結晶に適用した場合、計算ボトルネックに悩まされることはない。 その結果, 本手法はイオン結晶の熱測定の正確かつ効率的な方法であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Coulomb crystals of cold trapped ions are a leading platform for the realisation of quantum processors and quantum simulations and, in quantum metrology, for the construction of optical atomic clocks and for fundamental tests of the Standard Model. For these applications, it is not only essential to cool the ion crystal in all its degrees of freedom down to the quantum ground state, but also to be able to determine its temperature with a high accuracy. However, when a large ground-state cooled crystal is interrogated for thermometry, complex many-body interactions take place, making it challenging to accurately estimate the temperature with established techniques. In this work we present a new thermometry method tailored for ion crystals. The method is applicable to all normal modes of motion and does not suffer from a computational bottleneck when applied to large ion crystals. We test the temperature estimate with two experiments, namely with a 1D linear chain of 4 ions and a 2D crystal of 19 ions and verify the results, where possible, using other methods. The results show that the new method is an accurate and efficient tool for thermometry of ion crystals.
• Abstract（参考訳）: コールドトラップイオンのクーロン結晶は、量子プロセッサと量子シミュレーションの実現のための主要なプラットフォームであり、量子メトロロジーでは、光学原子時計の構築と標準モデルの基本的なテストのためのものである。 これらの応用のためには、イオン結晶を全ての自由度で量子基底状態まで冷却するだけでなく、高い精度で温度を決定することが不可欠である。 しかし、大きな基底状態冷却結晶が熱測定のために尋問されると、複雑な多体相互作用が起こり、確立された技術で正確な温度推定が困難になる。 本研究では,イオン結晶に適した新しい温度測定法を提案する。 この方法は、全ての通常の運動モードに適用可能であり、大きなイオン結晶に適用すると計算ボトルネックを負わない。 温度推定を4イオンの1次元線形鎖と19イオンの2次元結晶という2つの実験で検証し、他の方法を用いて可能な限りの結果を検証する。 その結果,新手法はイオン結晶の熱測定の精度と効率が向上した。

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