論文の概要: Indirect Cooling of Weakly Coupled Trapped-Ion Mechanical Oscillators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.05158v1
- Date: Wed, 9 Aug 2023 18:00:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-11 14:37:12.879734
- Title: Indirect Cooling of Weakly Coupled Trapped-Ion Mechanical Oscillators
- Title（参考訳）: 弱結合捕獲型機械振動子の間接冷却
- Authors: Pan-Yu Hou, Jenny J. Wu, Stephen D. Erickson, Giorgio Zarantonello,
Adam D. Brandt, Daniel C. Cole, Andrew C. Wilson, Daniel H. Slichter,
Dietrich Leibfried
- Abstract要約: 量子基底状態に近い状態に閉じ込められたイオンの運動を冷却することは、量子情報処理における多くの応用にとって重要である。
我々は, 冷却放射線相互作用の弱いモードと, 強い冷却放射線相互作用のモードを結合することで, この課題を克服する。
同種および混合イオン種の多イオン結晶において, 弱い, ゼロの冷却放射相互作用を持つ運動モードの準状態冷却を実証した。
- 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: Cooling the motion of trapped ions to near the quantum ground state is
crucial for many applications in quantum information processing and quantum
metrology. However, certain motional modes of trapped-ion crystals can be
difficult to cool due to weak or zero interaction between the modes and the
cooling radiation, typically laser beams. We overcome this challenge by
coupling a mode with weak cooling radiation interaction to one with strong
cooling radiation interaction using parametric modulation of the trapping
potential, thereby enabling indirect cooling of the former. In this way, we
demonstrate near-ground-state cooling of motional modes with weak or zero
cooling radiation interaction in multi-ion crystals of the same and mixed ion
species, specifically $^9$Be$^+$-$^9$Be$^+$, $^9$Be$^+$-$^{25}$Mg$^+$, and
$^9$Be$^+$-$^{25}$Mg$^+$-$^9$Be$^+$ crystals. This approach can be generally
applied to any Coulomb crystal where certain motional modes cannot be directly
cooled efficiently, including crystals containing molecular ions,
highly-charged ions, charged fundamental particles, or charged macroscopic
objects.
- Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオンの量子基底状態付近への移動を冷却することは、量子情報処理や量子メトロロジーにおける多くの応用において重要である。
しかし、閉じ込められたイオン結晶の特定の運動モードは、モードと冷却放射(通常レーザービーム)との相互作用が弱いかゼロであるため、冷却が困難である。
トラップ電位のパラメトリック変調を用いて, 弱い冷却放射相互作用のモードと強い冷却放射相互作用のモードを結合することにより, 前者を間接冷却することが可能となる。
このようにして、同じイオン種と混合イオン種の多イオン結晶における弱いあるいはゼロの冷却放射相互作用を持つ運動モードの準状態の冷却を実証する。特に、$^9$Be$^+$-$^9$Be$^+$, $^9$Be$^+$-$^{25}$Mg$^+$, $^9$Be$^+$-$^{25}$Mg$+$-$^9$Be$^+$-$^9$Be$^+$+$
このアプローチは、分子イオン、高荷電イオン、荷電基礎粒子、荷電マクロオブジェクトを含む結晶を含む特定の運動モードが効率的に冷却できない任意のクーロン結晶に適用することができる。
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