論文の概要: Trapping of Single Atoms in Metasurface Optical Tweezer Arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.05321v2
• Date: Tue, 12 Nov 2024 02:14:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-28 17:07:45.673826
• Title: Trapping of Single Atoms in Metasurface Optical Tweezer Arrays
• Title（参考訳）: 準曲面光ツイーザアレイにおける単一原子の捕捉
• Authors: Aaron Holman, Yuan Xu, Ximo Sun, Jiahao Wu, Mingxuan Wang, Bojeong Seo, Nanfang Yu, Sebastian Will,
• Abstract要約: ホログラフィック変成層から生成された光ツイーザーアレイにおける単一原子のトラップを実証する。 我々は,250ツイーザートラップ以上の2次元配列を実現し,トラップ間隔が1.5m程度の任意のジオメトリに配置した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.736087851351215
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optical tweezer arrays have emerged as a key experimental platform for quantum computation, quantum simulation, and quantum metrology, enabling unprecedented levels of control over single atoms and molecules. Existing methods to generate tweezer arrays mostly rely on active beam-shaping devices, such as acousto-optic deflectors or liquid-crystal spatial light modulators. However, these approaches have fundamental limitations in array geometry, size, and scalability. Here we demonstrate the trapping of single atoms in optical tweezer arrays generated via holographic metasurfaces. We realize two-dimensional arrays with more than 250 tweezer traps, arranged in arbitrary geometries with trap spacings as small as 1.5 um. The arrays have a high uniformity in terms of trap depth, trap frequency, and positional accuracy, rivaling or exceeding existing approaches. Owing to sub-micrometer pixel sizes and high pixel densities, holographic metasurfaces open a path towards optical tweezer arrays with >100,000 traps, facilitating tweezer-array based quantum applications that require large system sizes.
• Abstract（参考訳）: 光ツイーザーアレイは、量子計算、量子シミュレーション、量子力学の重要な実験プラットフォームとして登場し、単一の原子や分子に対する前例のないレベルの制御を可能にした。 ツイーザーアレイを生成する既存の方法は、主にアコースト光偏向器や液晶空間光変調器のようなアクティブなビーム整形装置に依存している。 しかし、これらのアプローチは配列幾何学、サイズ、拡張性に基本的な制限がある。 ここではホログラフィック変成層から生成された光ツイーザーアレイにおける単一原子のトラップについて述べる。 我々は,250ツイーザートラップ以上の2次元配列を実現し,トラップ間隔が1.5m程度の任意のジオメトリに配置した。 アレイはトラップ深さ、トラップ周波数、位置精度の点で高い均一性を持ち、既存のアプローチに匹敵するか、超えるかのどちらかである。 サブミクロサイズのピクセルサイズと高ピクセル密度のため、ホログラフィックのメタサイトは100,000トラップの光ツイーザーアレイへの道を開き、大きなシステムサイズを必要とするツイーザーアレイベースの量子アプリケーションを容易にする。

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