論文の概要: Long-lived entanglement of molecules in magic-wavelength optical tweezers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.14904v1
- Date: Tue, 27 Aug 2024 09:28:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-28 14:23:37.073531
- Title: Long-lived entanglement of molecules in magic-wavelength optical tweezers
- Title（参考訳）: マジック波長光ツイーザにおける長寿命分子の絡み合い
- Authors: Daniel K. Ruttley, Tom R. Hepworth, Alexander Guttridge, Simon L. Cornish,
- Abstract要約: 電子レンジ駆動型エンタングリングゲートの2分子間の最初の実現について述べる。
この魔法の波長トラップは、0.5秒以上の測定可能な減衰を伴わず、絡み合いを保っていることを示す。
複雑な分子系への精密な量子制御の拡張により、量子科学の多くの領域にまたがる追加の自由度が利用できるようになる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Realising quantum control and entanglement of particles is crucial for advancing both quantum technologies and fundamental science. Significant developments in this domain have been achieved in a variety of systems. In this context, ultracold polar molecules offer new and unique opportunities due to their more complex internal structure associated with vibration and rotation, coupled to the existence of long-range interactions. However, the same properties make molecules highly sensitive to their environment, impacting their coherence and utility in some applications. Here we show that by engineering an exceptionally controlled environment using rotationally-magic optical tweezers, we can achieve long-lived entanglement between pairs of molecules using hertz-scale interactions. We demonstrate the highest reported fidelity to date for a two-molecule Bell state ($0.976^{+0.014}_{-0.016}$) and present the first realisation of a microwave-driven entangling gate between two molecules, preparing the molecules in a decoherence-free subspace. We show that the magic-wavelength trap preserves the entanglement, with no measurable decay over 0.5 s, opening new avenues for quantum-enhanced metrology, ultracold chemistry and the use of rotational states for quantum simulation, quantum computation and as quantum memories. The extension of precise quantum control to complex molecular systems will allow their additional degrees of freedom to be exploited across many domains of quantum science.
- Abstract（参考訳）: 量子制御と粒子の絡み合いの実現は、量子技術と基礎科学の進展に不可欠である。
この領域における重要な発展は、様々なシステムで達成されている。
この文脈では、超低温の極性分子は、振動と回転に関連したより複雑な内部構造と長距離相互作用の存在により、新しくユニークな機会を提供する。
しかし、同じ性質は分子を環境に非常に敏感にし、いくつかの応用においてそのコヒーレンスと有用性に影響を与える。
ここでは、回転磁性光ツイーザを用いて、例外的に制御された環境を工学的に構築することにより、ヘルツスケール相互作用を用いて、一対の分子間の長寿命の絡み合いを実現できることを示す。
これまで報告された2分子ベル状態(0.976^{+0.014}_{-0.016}$)の最も高い忠実度を示すとともに、2分子間のマイクロ波駆動型エンタングゲートを初めて実現し、デコヒーレンスのない部分空間で分子を調製した。
このマジック波長トラップは、0.5秒以上の測定可能な減衰を伴わず、量子化メトロジー、超低温化学、量子シミュレーション、量子計算、量子メモリのための回転状態の利用のための新たな道を開くことで、絡み合いを保っていることを示す。
複雑な分子系への精密な量子制御の拡張により、量子科学の多くの領域にまたがる追加の自由度が利用できるようになる。
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