論文の概要: Cooling trapped ions with phonon rapid adiabatic passage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02315v2
• Date: Mon, 18 Mar 2024 15:16:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-20 23:01:00.173196
• Title: Cooling trapped ions with phonon rapid adiabatic passage
• Title（参考訳）: フォノン急速断熱路による閉じ込められたイオンの冷却
• Authors: M. I. Fabrikant, P. Lauria, I. S. Madjarov, W. C. Burton, R. T. Sutherland,
• Abstract要約: マルチイオン結晶の運動モードでは、冷却剤イオンの関与が低いため、マグニチュードのオーダーが他の結晶よりも長くかかる。 ここではフォノン急速断熱路(phrap)と呼ぶ新しい手法を紹介する。 急速冷却モードを直流電場を用いて準静的に結合し, 結晶を断熱的に横切ると, ほぼ完全なフォノン集団交換結果が得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In recent demonstrations of the quantum charge-coupled device (QCCD) computer architecture, circuit times are dominated by cooling. Some motional modes of multi-ion crystals take orders-of-magnitude longer to cool than others because of low coolant ion participation. Here we demonstrate a new technique, which we call phonon rapid adiabatic passage (phrap), that avoids this issue by coherently exchanging the thermal populations of selected modes on timescales short compared to direct cooling. Analogous to adiabatic rapid passage, we quasi-statically couple these slow-cooling modes with fast-cooling ones using DC electric fields. When the crystal is then adiabatically ramped through the resultant avoided crossing, nearly-complete phonon population exchange results. We demonstrate this on two-ion crystals, and show the indirect ground-state cooling of all radial modes--achieving an order of magnitude speedup compared to direct cooling. We also show the technique's insensitivity to trap potential and control field fluctuations, and find that it still achieves sub-quanta temperatures starting as high as n~200.
• Abstract（参考訳）: 量子電荷結合デバイス(QCCD)コンピュータアーキテクチャの最近のデモでは、回路時間は冷却によって支配される。 マルチイオン結晶の運動モードでは、冷却剤イオンの関与が低いため、マグニチュードのオーダーが他の結晶よりも長くかかる。 ここでは, 直接冷却よりも短い時間スケールで, 選択モードの熱集団をコヒーレントに交換することにより, この問題を回避する新しい手法を, フォノン急速断熱通路 (phrap) と呼ぶ。 断熱的急速通過とは対照的に, 急速冷却モードと直流電場を用いた急速冷却モードを準静的に結合する。 結晶が断熱的に横切られないようにすると、ほぼ完全なフォノン集団交換結果が得られる。 我々はこれを2イオン結晶上で実証し、全ての放射状モードの間接的な地中冷却を、直接冷却と比較して桁違いの速度アップを達成することを示した。 また、この手法の電位と制御磁場のゆらぎを捕捉する感度が低いことを示し、さらにn~200の温度からサブクアンタ温度を達成できることを見出した。

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