論文の概要: Coherent coupling of circular Rydberg qubits to inner shell excitations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20476v1
- Date: Thu, 30 May 2024 20:54:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-03 18:05:15.095482
- Title: Coherent coupling of circular Rydberg qubits to inner shell excitations
- Title（参考訳）: 内殻励起に対する円Rydberg量子ビットのコヒーレントカップリング
- Authors: Moritz Wirth, Christian Hölzl, Aaron Götzelmann, Einius Pultinevicius, Florian Meinert,
- Abstract要約: 二価原子は、ライドバーグ原子に基づく量子シミュレーションと計算における制御を前進させる優れた手段を提供する。
準安定な4D$_3/2$レベルと非常に高いn$丸いRydberg量子ビット間の電気四極子結合の測定を報告する。
本研究は,Rydberg原子における電子-電子相互作用の弱さを実証し,高励起円状量子ビットの光制御のための量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Divalent atoms provide excellent means for advancing control in Rydberg atom-based quantum simulation and computing, due to the second optically active valence electron available. Particularly promising in this context are circular Rydberg atoms, for which long-lived ionic core excitations can be exploited without suffering from detrimental autoionization. Here, we report measurements of the electric quadrupole coupling between the metastable 4D$_{3/2}$ level and a very high-$n$ ($n=79$) circular Rydberg qubit, realized in doubly excited $^{88}$Sr atoms. We measure the kHz-scale differential level shift on the circular Rydberg qubit via beat-node Ramsey interferometry comprising spin echo. Observing this coupling requires coherent interrogation of the Rydberg states for more than one hundred microseconds, which is assisted by tweezer trapping and circular state lifetime enhancement in a black-body radiation suppressing capacitor. Our results demonstrate access to weak electron-electron interactions in Rydberg atoms and expand the quantum simulation toolbox for optical control of highly excited circular state qubits via ionic core manipulation.
- Abstract（参考訳）: 2価原子は、2番目の光学活性価電子が利用可能なため、リドバーグ原子に基づく量子シミュレーションと計算の制御を前進させる優れた手段を提供する。
この文脈で特に有望なのは、長寿命のイオンコア励起を有害な自己イオン化に苦しむことなく利用することができる円形のリドバーグ原子である。
ここでは準安定な4D$_{3/2}$レベルと非常に高いn$$$n=79$の円状Rydberg量子ビットの間の電気四重極結合の測定を報告し、二重励起の$^{88}$Sr原子で実現した。
我々は、スピンエコーを含むビートノードラムゼー干渉計を用いて、円Rydberg量子ビット上のkHzスケールの差分レベルシフトを測定する。
この結合を観測するには、数百マイクロ秒以上のリドベルク状態のコヒーレントな尋問が必要である。
本研究は、Rydberg原子における弱い電子-電子相互作用へのアクセスを示し、イオンコア操作による高励起円状量子ビットの光制御のための量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
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