論文の概要: Resolved-sideband cooling of a single $^9$Be$^+$ ion in a Penning trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.18262v2
- Date: Sun, 12 Nov 2023 21:04:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-14 19:47:58.211993
- Title: Resolved-sideband cooling of a single $^9$Be$^+$ ion in a Penning trap
- Title（参考訳）: ペニングトラップにおける1つの$^9$Be$^+$イオンの分解側バンド冷却
- Authors: Juan M. Cornejo, Johannes Brombacher, Julia A. Coenders, Moritz von
Boehn, Teresa Meiners, Malte Niemann, Stefan Ulmer, Christian Ospelkaus
- Abstract要約: 主な材料は、分解側バンドレーザー冷却による粒子の動きの基底状態冷却である。
低温5テスラペニングトラップシステムにおいて,9ドル+イオンの軸方向運動のサイドバンドレーザ冷却を実証した。
- 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: Manipulating individual trapped ions at the single quantum level has become
standard practice in radio-frequency ion traps, enabling applications from
quantum information processing to precision metrology. The key ingredient is
ground-state cooling of the particle's motion through resolved-sideband laser
cooling. Ultra-high-presicion experiments using Penning ion traps will greatly
benefit from the reduction of systematic errors offered by full motional
control, with applications to atomic masses and $g$-factor measurements,
determinations of fundamental constants or related tests of fundamental
physics. In addition, it will allow to implement quantum logic spectroscopy, a
technique that has enabled a new class of precision measurements in
radio-frequency ion traps. Here we demonstrate resolved-sideband laser cooling
of the axial motion of a single $^9$Be$^+$ ion in a cryogenic 5 Tesla Penning
trap system using a two-photon stimulated-Raman process, reaching a mean phonon
number of $\bar{n}_z = 0.10(4)$. This is a fundamental step in the
implementation of quantum logic spectroscopy for matter-antimatter comparison
tests in the baryonic sector of the Standard Model and a key step towards
improved precision experiments in Penning traps operating at the quantum limit.
- Abstract（参考訳）: 単一量子レベルで個々の閉じ込められたイオンを操作することは、高周波イオントラップの標準的な実践となり、量子情報処理から精密計測まで応用することができる。
鍵となる要素は、分解側バンドレーザー冷却による粒子の運動の基底状態冷却である。
ペニングイオントラップを用いた超高精度実験は、完全な運動制御によってもたらされる系統的誤差の低減と、原子質量や1g$-factor測定、基本定数の決定、基礎物理学の関連するテストへの応用に大きく貢献する。
さらに、高周波イオントラップにおける新しい種類の精密測定を可能にする技術である量子論理分光法の実装も可能になる。
ここでは,2光子励起ラマン過程を用いた極低温5テスラのペニングトラップ系における1つの^9$be$^+$イオンの軸運動の分解サイドバンドレーザー冷却を行い,平均フォノン数$\bar{n}_z = 0.10(4)$に達した。
これは、標準モデルのバリュニックセクタにおける物質-反物質比較テストのための量子論理分光法の実装における基本的なステップであり、量子限界で動作するペニングトラップにおける精度向上のための重要なステップである。
関連論文リスト
- Realization of a chip-based hybrid trapping setup for $^{87}$Rb atoms
and Yb$^{+}$ Ion crystals [40.48245609592348]
ハイブリッド量子システムは、レーザー冷却された閉じ込められたイオンと超低温の量子ガスを単一の実験構成に統合する。
本研究は、その下に平らな原子トラップを組み込んだイオントラップチップの開発と実験結果について紹介する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-05T19:30:47Z) - Ablation loading of barium ions into a surface electrode trap [0.0]
トラップイオン量子情報処理は、少量しか利用できない同位体に符号化された量子ビットの恩恵を受けることができる。
レーザーアブレーションは、中性原子やイオンを低体積ターゲットから制御的に解放する方法を提供する。
そこで本研究では, イオン負荷確率を記述するモデルをテストするために, 異なるサイズの表面電極トラップへのアブレーションベースのイオン負荷について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-03T18:50:04Z) - Hybrid Trapping of $^{87}$Rb Atoms and Yb$^{+}$ Ions in a Chip-Based
Experimental Setup [31.285028100381137]
レーザー冷却されたイオンと超低温の量子ガスを単一の実験装置で結合するハイブリッド量子系は、急速に研究の場を開きつつある。
そこで本研究では, イオントラップの下に平らなチップトラップを配置できる, 完全でテスト可能なイオントラップチップを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-25T23:12:56Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Quantum Non-Demolition Measurement on the Spin Precession of
Laser-Trapped $^{171}$Yb Atoms [0.0]
量子非破壊測定(QND)は、検出効率と測定忠実度を高める。
本稿では,レーザートラップ原子のスピン状態に対するQND測定手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-17T02:19:26Z) - First design of a superconducting qubit for the QUB-IT experiment [50.591267188664666]
QUB-ITプロジェクトの目標は、量子非破壊(QND)測定と絡み合った量子ビットを利用した、反復的な単一光子カウンタを実現することである。
本稿では,Qiskit-Metalを用いた共振器に結合したトランスモン量子ビットからなる第1の超伝導デバイスの設計とシミュレーションを行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-18T07:05:10Z) - Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and
particle losses [58.720142291102135]
ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。
我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。
このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-07T09:29:23Z) - Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators [61.035185179008224]
超伝導量子回路は、主要な量子コンピューティングプラットフォームの一つである。
超伝導量子コンピューティングを実用上重要な点に進めるためには、デコヒーレンスに繋がる物質不完全性を特定し、対処することが重要である。
ここでは、テラヘルツ走査近接場光学顕微鏡を用いて、シリコン上の湿式エッチングアルミニウム共振器の局所誘電特性とキャリア濃度を調査する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T11:06:34Z) - Quantum-enhanced sensing of displacements and electric fields with large
trapped-ion crystals [0.0]
我々は,150ドルのイオンを閉じ込めた大きな結晶を用いて,弱い変位や電界を検出する多体量子強調センサを実現する。
我々は、標準量子限界以下で8.8 pm 0.4$dBの変位に対する量子増強感度と、240pm10mathrmnVmathrmm-1$の電場を測定する感度について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T20:20:57Z) - Algorithmic Ground-state Cooling of Weakly-Coupled Oscillators using
Quantum Logic [52.77024349608834]
本稿では,低冷却モードから効率的な冷却モードへフォノンを転送するための新しいアルゴリズム冷却プロトコルを提案する。
我々は、Be$+$-Ar$13+$混合クーロン結晶の2つの運動モードを同時にゼロ点エネルギーに近づけることで、実験的にこれを実証した。
この2つのモードで, 残留温度はTlesssim200mathrmmu K$のみである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T17:46:15Z) - Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。
シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。
これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-28T17:21:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。