論文の概要: Realization of a fast triple-magic all-optical qutrit in strontium-88
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.02869v1
- Date: Tue, 05 Nov 2024 07:22:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-06 14:58:47.056394
- Title: Realization of a fast triple-magic all-optical qutrit in strontium-88
- Title（参考訳）: ストロンチウム88における高速三磁性全光量子ドットの実現
- Authors: Maximilian Ammenwerth, Hendrik Timme, Flavien Gyger, Renhao Tao, Immanuel Bloch, Johannes Zeiher,
- Abstract要約: アルカリ土とアルカリ土のような原子の光学時計状態は、最先端の光学原子時計の基礎である。
特別に選択したマジックアングルにおいて、80ドルSrで2つのクロック遷移に対する同時マジックトラップを実演する。
我々の研究は、光学遷移に関する量子メトロジーや、880Srの微細構造量子ビット上の高忠実度および高コヒーレンスな操作など、いくつかの新しい方向を開拓している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The optical clock states of alkaline earth and alkaline earth-like atoms are the fundament of state-of-the-art optical atomic clocks. An important prerequisite for the operation of optical clocks are magic trapping conditions, where electronic and motional dynamics decouple. Here, we identify and experimentally demonstrate simultaneous magic trapping for two clock transitions in $^{88}$Sr, realizing so-called triple-magic conditions at a specially chosen magic angle. Under these conditions, we operate an all-optical qutrit comprising the ground state $^1S_0$, and the two metastable clock states $^3P_0$ and $^3P_2$. We demonstrate fast optical control in an atom array using two- and three-photon couplings to realize high-fidelity manipulation between all qutrit states. Furthermore, at the magic angle we measure atom-atom coherence times between the metastable states as long as 773(21) ms. Our work opens several new directions, including qutrit-based quantum metrology on optical transitions and high-fidelity and high-coherence manipulation on the $^{88}$Sr fine-structure qubit.
- Abstract（参考訳）: アルカリ土とアルカリ土のような原子の光学時計状態は、最先端の光学原子時計の基礎である。
光時計の動作において重要な前提条件は、電子力学と運動力学を分離するマジックトラップ条件である。
ここでは、特殊選択されたマジックアングルでいわゆるトリプルマグニック条件を実現するために、$^{88}$Srの2つのクロック遷移に対する同時マジックトラップを同定し、実験的に示す。
これらの条件下では、基底状態$^1S_0$と2つの準安定クロック状態$^3P_0$と$^3P_2$からなる全光学クエットを動作させる。
我々は2光子結合と3光子結合を用いた原子配列の高速光制御を実証し、全てのクォート状態間の高忠実度操作を実現する。
さらに、魔法の角度で773(21)msの準安定状態間の原子-原子のコヒーレンス時間を測定する。我々は、光転移に関する量子メトロジーや、$^{88}$Srの微細構造量子ビット上の高忠実性や高コヒーレンス操作など、いくつかの新しい方向を開拓する。
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