論文の概要: Optimal recoil-free state preparation in an optical atom tweezer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.02262v1
• Date: Mon, 04 Nov 2024 16:53:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-05 14:38:27.151493
• Title: Optimal recoil-free state preparation in an optical atom tweezer
• Title（参考訳）: 光原子ツイーザの最適再コイルフリー状態調製
• Authors: Lia Kley, Nicolas Heimann, Aslam Parvej, Lukas Broers, Ludwig Mathey,
• Abstract要約: 単一光子ラビパルスにより駆動される2レベルの遷移 $|0rangle rightarrow |1rangle$ の最適実装を実証する。 ラビパルスは、内部自由度と運動自由度の間のラム・ディッケ結合により、原子の光子リコイルを生成する。 我々は,ラビプロトコルと力プロトコルからなる最適プロトコルを生成し,ツイーザーを動的に分解する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Quantum computing in atom tweezers requires high-fidelity implementations of quantum operations. Here, we demonstrate the optimal implementation of the transition $|0\rangle \rightarrow |1\rangle$ of two levels, serving as a qubit, of an atom in a tweezer potential, driven by a single-photon Rabi pulse. The Rabi pulse generates a photon recoil of the atom, due to the Lamb-Dicke coupling between the internal and motional degree of freedom, driving the system out of the logical subspace. This detrimental effect is strongly suppressed in the protocols that we propose. Using pulse engineering, we generate optimal protocols composed of a Rabi protocol and a force protocol, corresponding to dynamically displacing the tweezer. We generate these for a large parameter space, from small to large values of the Rabi frequency, and a range of pulse lengths. We identify three main regimes for the optimal protocols, and discuss their properties. In all of these regimes, we demonstrate infidelity well below the current technological standard, thus mitigating a universal challenge in atom tweezers and other quantum technology platforms.
• Abstract（参考訳）: 原子tweezerにおける量子コンピューティングは、量子演算の高忠実性実装を必要とする。 ここでは、遷移 $|0\rangle \rightarrow |1\rangle$ の最適実装を示す。 ラビパルスは内部自由度と運動自由度の間のラム・ディッケ結合により原子の光子リコイルを生成し、系を論理部分空間から追い出す。 提案するプロトコルでは, この有害な影響が強く抑制されている。 パルス工学を用いて,Tweezerの動的分解に対応するRabiプロトコルと力プロトコルからなる最適プロトコルを生成する。 我々は、Rabi周波数の小さい値から大きい値、パルス長の範囲まで、大きなパラメータ空間に対してこれらを生成する。 最適なプロトコルの3つの主要な規則を特定し、それらの特性について議論する。 これらすべての体制において、現在の技術水準よりはるかに低い不忠実さを示し、原子トウィーザーや他の量子技術プラットフォームにおける普遍的な課題を緩和する。

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