論文の概要: Phononic bright and dark states: Investigating multi-mode light-matter interactions with a single trapped ion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.07154v1
• Date: Mon, 11 Mar 2024 20:51:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-13 23:32:04.177544
• Title: Phononic bright and dark states: Investigating multi-mode light-matter interactions with a single trapped ion
• Title（参考訳）: フォニック・ライトとダーク状態:単一イオンによるマルチモード光-マター相互作用の研究
• Authors: Harry Parke, Robin Thomm, Alan C. Santos, Andr\'e Cidrim, Gerard Higgins, Marion Mallweger, Natalia Kuk, Shalina Salim, Romain Bachelard, Celso J. Villas-Boas and Markus Hennrich
• Abstract要約: この研究は、単一の閉じ込められたイオンの有界運動によって、マルチモードの明るい状態と暗い状態が形成された最初の例である。 本稿では,量子情報処理における手法の可能性を強調した。
• 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: Interference underpins some of the most practical and impactful properties of both the classical and quantum worlds. In this work we experimentally investigate a new formalism to describe interference effects, based on collective states which have enhanced or suppressed coupling to a two-level system. We employ a single trapped ion, whose electronic state is coupled to two of the ion's motional modes in order to simulate a multi-mode light-matter interaction. We observe the emergence of phononic bright and dark states for both a single phonon and a superposition of coherent states and demonstrate that a view of interference which is based solely on their decomposition in the collective basis is able to intuitively describe their coupling to a single atom. This work also marks the first time that multi-mode bright and dark states have been formed with the bounded motion of a single trapped ion and we highlight the potential of the methods discussed here for use in quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 干渉は古典的および量子的世界の最も実用的で影響の大きい性質のいくつかを支えている。 本研究では,2レベル系への結合を促進あるいは抑制した集合状態に基づいて,干渉効果を記述する新しい形式を実験的に検討する。 マルチモード光間相互作用をシミュレートするために,電子状態と2つのイオンの運動モードを結合した単一トラップイオンを用いる。 単一フォノンとコヒーレント状態の重ね合わせの両方に対するフォノニックな明るく暗い状態の出現を観察し、集合基底での分解のみに基づく干渉の視点が、一つの原子への結合を直感的に記述できることを実証する。 この研究はまた、単一閉じ込められたイオンの有界運動により、マルチモードの明るい状態と暗い状態が形成された最初の例であり、ここで議論される量子情報処理の方法の可能性を強調している。

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