論文の概要: High-fidelity detection of large-scale atom arrays in an optical lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04717v6
- Date: Thu, 11 Jul 2024 08:10:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-17 04:58:50.876877
- 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忠実度検出
- 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。
- 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 ($99.971(1)\%$) 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 loading the lattice with approximately 10000 atoms directly from the MOT and scalable imaging over $>10000$ lattice sites with a combined survival probability and classification fidelity better than $99.2\%$. Our lattice thus serves as a locally addressable and sortable reservoir for continuous refilling of optical tweezer arrays in the future.
- Abstract（参考訳）: 中立原子に基づく量子シミュレーションの最近の進歩は、高分解能で単原子感度のイメージング技術から大きく恩恵を受けている。
光学格子や光ツイーザにおける原子の局所的な検出を実現するために、様々なアプローチが開発されている。
アルカリ-アース原子やアルカリ-アース原子の場合、狭い光学遷移の存在は、冷却機構がトラップ電位の微分光学レベルシフトを空間的に解決する能力から生じる新しいタイプのシホ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,高忠実度 (99.971(1)\%$) と高生存率 (99.80(5)\%$) のシィフス冷却によるストロンチウム原子のイメージングを示す。
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、繰り返し、高忠実な格子-ツイーザー-格子転移を示す。
さらに、MOTから直接約10000の原子で格子をロードし、生存確率と分類忠実度を99.2\%$より良く組み合わせた10000ドルの格子サイトをスケーラブルに撮像する。
この格子は将来,光ツイーザアレイの連続的な補充のための局所的にアドレス化可能でソート可能な貯水池として機能する。
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