論文の概要: Engineering Rydberg-pair interactions in divalent atoms with hyperfine-split ionization thresholds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.00195v1
- Date: Wed, 31 Jul 2024 23:24:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-04 22:04:56.528886
- Title: Engineering Rydberg-pair interactions in divalent atoms with hyperfine-split ionization thresholds
- Title（参考訳）: 超微粒子イオン化しきい値を持つ二価原子におけるRydberg-pair相互作用
- Authors: Frederic Hummel, Sebastian Weber, Johannes Moegerle, Henri Menke, Jonathan King, Benjamin Bloom, Sebastian Hofferberth, Ming Li,
- Abstract要約: 非ゼロ核スピンを持つ同位体のリドベルク構造を推定し、非摂動的リドベルク対相互作用計算を行う。
特に87$Srでは、超微細な閾値を持つ2価原子に特有の固有F"オースター共鳴を研究する。
単一チャネルRydberg級数で効果的に記述できるペア状態のパラメータを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.893862886864584
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum information processing with neutral atoms relies on Rydberg excitation for entanglement generation. While the use of heavy divalent or open-shell elements, such as strontium or ytterbium, has benefits due to their optically active core and a variety of possible qubit encodings, their Rydberg structure is generally complex. For some isotopes in particular, hyperfine interactions are relevant even for highly excited electronic states. We employ multi-channel quantum defect theory to infer the Rydberg structure of isotopes with non-zero nuclear spin and perform non-perturbative Rydberg-pair interaction calculations. We find that due to the high level density and sensitivities to external fields, experimental parameters must be precisely controlled. Specifically in ${}^{87}$Sr, we study an intrinsic F\"orster resonance, unique to divalent atoms with hyperfine-split thresholds, which simultaneously provides line stability with respect to external field fluctuations and enhanced long-range interactions. Additionally, we provide parameters for pair states that can be effectively described by single-channel Rydberg series. The explored pair states provide exciting opportunities for applications in the blockade regime as well as for more exotic long-range interactions such as largely flat, distance-independent potentials.
- Abstract（参考訳）: 中性原子による量子情報処理は、エンタングルメント生成にRydberg励起に依存する。
ストロンチウムやイッテルビウムのような重い二価または開殻元素の使用は、光学活性コアと様々な量子ビット符号化の利点があるが、Rydbergの構造は概して複雑である。
特にいくつかの同位体では、高励起電子状態においても超微細な相互作用が関係している。
我々はマルチチャネル量子欠陥理論を用いて、非ゼロ核スピンを持つ同位体のリドベルク構造を推定し、非摂動的リドベルク対ペア相互作用計算を行う。
外部場に対する高レベル密度と感度のため、実験パラメータを正確に制御する必要がある。
具体的には、${}^{87}$Srにおいて、外界変動に対する線安定性と長距離相互作用の強化を同時に提供する2価原子に特有の本質的なF\"オースター共鳴を研究する。
さらに、単一チャネルのRydberg級数で効果的に記述できるペア状態のパラメータも提供する。
探索されたペア状態は、封鎖体制における応用や、主に平坦で距離に依存しないポテンシャルのようなよりエキゾチックな長距離相互作用にエキサイティングな機会を与える。
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