論文の概要: An integrated atom array -- nanophotonic chip platform with background-free imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.02153v1
• Date: Fri, 3 Nov 2023 18:00:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-07 19:10:10.942777
• Title: An integrated atom array -- nanophotonic chip platform with background-free imaging
• Title（参考訳）: 無背景イメージングによる集積原子アレイ-ナノフォトニックチッププラットフォーム
• Authors: Shankar G. Menon, Noah Glachman, Matteo Pompili, Alan Dibos, and Hannes Bernien
• Abstract要約: 我々は、最大64個の光ツイーザと100個以上のナノフォトニックデバイスをホストするミリスケールフォトニックチップを組み合わせたアーキテクチャを実証する。 多色励起・検出方式を用いて,ナノデバイスに近接した背景画像の高忠実度(99.2%)を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.18641315013048299
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Arrays of neutral atoms trapped in optical tweezers have emerged as a leading platform for quantum information processing and quantum simulation due to their scalability, reconfigurable connectivity, and high-fidelity operations. Individual atoms are promising candidates for quantum networking due to their capability to emit indistinguishable photons that are entangled with their internal atomic states. Integrating atom arrays with photonic interfaces would enable distributed architectures in which nodes hosting many processing qubits could be efficiently linked together via the distribution of remote entanglement. However, many atom array techniques cease to work in close proximity to photonic interfaces, with atom detection via standard fluorescence imaging presenting a major challenge due to scattering from nearby photonic devices. Here, we demonstrate an architecture that combines atom arrays with up to 64 optical tweezers and a millimeter-scale photonic chip hosting more than 100 nanophotonic devices. We achieve high-fidelity (~99.2%), background-free imaging in close proximity to nanofabricated devices using a multichromatic excitation and detection scheme. The atoms can be imaged while trapped a few hundred nanometers above the dielectric surface, which we verify using Stark shift measurements of the modified trapping potential. Finally, we rearrange atoms into defect-free arrays and load them simultaneously onto the same or multiple devices.
• Abstract（参考訳）: 光ツイーザーに閉じ込められた中性原子の配列は、スケーラビリティ、再構成可能な接続性、高忠実度操作のために量子情報処理と量子シミュレーションの先駆的なプラットフォームとして登場した。 個々の原子は、内部原子状態と絡み合っている識別不能な光子を放出する能力があるため、量子ネットワークの候補として有望である。 atom配列とフォトニックインタフェースを統合することで、多くの処理キュービットをホストするノードがリモートの絡み合いの分散を介して効率的にリンクできる分散アーキテクチャが可能になる。 しかし、多くの原子配列技術はフォトニック界面に近接して機能しなくなり、標準的な蛍光イメージングによる原子検出は、近くのフォトニックデバイスからの散乱による大きな課題を示す。 ここでは、アトムアレイと最大64個の光学tweezと100以上のナノフォトニックデバイスをホストするミリメートルのフォトニックチップを組み合わせたアーキテクチャを実証する。 多色励起・検出方式を用いて,ナノファブリケーションデバイスに近接した背景のない高忠実(約99.2%)画像を実現する。 原子は誘電体表面の数百ナノメートル上空に閉じ込められて撮影することができ、修正されたトラップ電位のスタークシフト測定を用いて検証する。 最後に、原子を欠陥のない配列に並べ替え、同じまたは複数のデバイスに同時にロードします。

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