論文の概要: Multi-ion frequency reference using dynamical decoupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.13736v1
- Date: Wed, 22 Nov 2023 23:46:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-28 00:56:52.289678
- Title: Multi-ion frequency reference using dynamical decoupling
- Title（参考訳）: 動的デカップリングを用いたマルチイオン周波数参照
- Authors: Lennart Pelzer (1), Kai Dietze (1 and 2), V\'ictor J.
Mart\'inez-Lahuerta (3 and 2), Ludwig Krinner (1 and 2), Johannes Kramer (1
and 2), Fabian Dawel (1 and 2), Nicolas C. H. Spethmann (1), Klemens Hammerer
(3), Piet O. Schmidt (1 and 2) ((1) Physikalisch-Technische Bundesanstalt,
(2) Institut f\"ur Quantenoptik, Leibniz Universit\"at Hannover, (3) Institut
f\"ur Theoretische Physik, Leibniz Universit\"at Hannover)
- Abstract要約: 40mathrmCa+$を基準としたマルチイオン周波数参照における先行周波数シフトを抑制する連続的動的疎結合方式を提案する。
この技術は、非コヒーレンスな部分空間の調整された設計により、捕捉されたイオンによる量子コンピューティングとシミュレーションの応用を見つけることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present the experimental realization of a continuous dynamical decoupling
scheme which suppresses leading frequency shifts in a multi-ion frequency
reference based on $^{40}\mathrm{Ca}^+$. By near-resonant magnetic coupling of
the $^2\mathrm{S}_{1/2}$ and $^2\mathrm{D}_{5/2}$ Zeeman sub-levels using
radio-frequency dressing fields, engineered transitions with reduced
sensitivity to magnetic-field fluctuations are obtained. A second stage detuned
dressing field reduces the influence of amplitude noise in the first stage
driving fields and decreases 2\textsuperscript{nd}-rank tensor shifts, such as
the electric quadrupole shift. Suppression of the quadratic dependence of the
quadrupole shift to $3(2)\,\text{mHz}/\mu m^2$ and coherence times of
$290(20)\,\text{ms}$ on the optical transition are demonstrated even within a
laboratory environment with significant magnetic field noise. Besides removing
inhomogeneous line shifts in multi-ion clocks, the demonstrated dynamical
decoupling technique may find applications in quantum computing and simulation
with trapped ions by a tailored design of decoherence-free subspaces.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,$^{40}\mathrm{Ca}^+$に基づくマルチイオン周波数参照における先行周波数シフトを抑制する連続的動的疎結合方式を実験的に実現した。
高周波ドレッシング場を用いた$^2\mathrm{S}_{1/2}$および$^2\mathrm{D}_{5/2}$ Zeemanサブレベルの共鳴磁気カップリングにより、磁場変動に対する感度を低下させる技術遷移が得られる。
第2段の復調ドレッシングフィールドは、第1段駆動場における振幅ノイズの影響を減少させ、電気四極子シフトのような2\textsuperscript{nd}ランクテンソルシフトを減少させる。
4重極シフトの2次依存性の3(2)\,\text{mHz}/\mu m^2$への抑制と光遷移におけるコヒーレンス時間290(20)\,\text{ms}$の抑制は、大きな磁場ノイズを持つ実験室環境においても示される。
マルチイオンクロックにおける不均質な線シフトの除去に加えて、実証された動的デカップリング手法は、デコヒーレンスフリー部分空間の調整設計により、量子計算や捕捉イオンによるシミュレーションに応用される可能性がある。
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