論文の概要: High-fidelity detection of large-scale atom arrays in an optical lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04717v2
- Date: Tue, 12 Sep 2023 12:16:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-13 16:12:45.663275
- Title: High-fidelity detection of large-scale atom arrays in an optical lattice
- Title（参考訳）: 光格子における大規模原子配列の高精度検出
- Authors: Renhao Tao, Maximilian Ammenwerth, Flavien Gyger, Immanuel Bloch,
Johannes Zeiher
- Abstract要約: 我々は, サイフス冷却によるストロンチウム原子の高密度イメージングを実演した。
我々は、最大399ドルのツイーザーを持つ大規模ツイーザーアレイの原子のピンニング電位として光学格子を用いる。
さらに、光学格子の単一平面に10000ドル以上の原子を直接ロードすることで、プラットフォームのスケーラビリティを実証する。
- 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: Recent advances in quantum simulation based on neutral atoms have largely
benefited from high-resolution, single-atom sensitive imaging techniques. A
variety of approaches have been developed to achieve such local detection of
atoms in optical lattices or optical tweezers. For alkaline-earth and
alkaline-earth-like atoms, the presence of narrow optical transitions opens up
the possibility of performing novel types of Sisyphus cooling, where the
cooling mechanism originates from the capability to spatially resolve the
differential optical level shifts in the trap potential. Up to now, it has been
an open question whether high-fidelity imaging could be achieved in a
"repulsive Sisyphus" configuration, where the trap depth of the ground state
exceeds that of the excited state involved in cooling. Here, we demonstrate
high-fidelity ($99.9995(3)\%$) and high-survival ($99.80(5)\%$) imaging of
strontium atoms using repulsive Sisyphus cooling. We use an optical lattice as
a pinning potential for atoms in a large-scale tweezer array with up to $399$
tweezers and show repeated, high-fidelity lattice-tweezer-lattice transfers. We
furthermore demonstrate the scalability of the platform by directly loading
more than $10000$ atoms in a single plane of the optical lattice, which can be
used as a locally addressable and sortable reservoir for continuous refilling
of optical tweezer arrays in the future.
- Abstract（参考訳）: 中性原子に基づく量子シミュレーションの最近の進歩は、高分解能単原子高感度イメージング技術の恩恵を受けている。
光格子や光ツイーザー中の原子を局所的に検出する様々な手法が開発されている。
アルカリ土類やアルカリ土類のような原子では、狭い光学遷移の存在は、トラップポテンシャルにおける微分光学レベルシフトを空間的に解決する能力に由来する新しいタイプのシシフス冷却を行う可能性を開く。
これまでのところ、地上状態のトラップ深さが冷却に関わる励起状態のそれを超える「反発型シシフス」構成で高忠実な画像が達成できるかどうかという未解決の問題があった。
ここでは,反発型シリフス冷却によるストロンチウム原子の高忠実度(99.9995(3)\%$)および高生存(99.80(5)\%$)画像を示す。
最大399ドルのtweezersを持つ大規模tweezerアレイの原子のピンニング電位として光格子を用い、繰り返し忠実な格子-tweezer-lattice転送を示す。
さらに、光格子の1面に10000ドル以上の原子を直接ロードすることで、プラットフォームのスケーラビリティを実証し、これは将来、光トウェザアレイの連続的な再充填のための局所アドレス可能かつソート可能な貯水池として使用できる。
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