論文の概要: Coherent spin-1 dynamics encoded in the rotational states of ultracold molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15088v1
• Date: Thu, 19 Dec 2024 17:35:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-20 13:29:31.533470
• Title: Coherent spin-1 dynamics encoded in the rotational states of ultracold molecules
• Title（参考訳）: 超低温分子の回転状態に符号化されたコヒーレントスピン-1ダイナミクス
• Authors: Tom R. Hepworth, Daniel K. Ruttley, Fritz von Gierke, Philip D. Gregory, Alexander Guttridge, Simon L. Cornish,
• Abstract要約: 超低温の極性分子の回転状態は、長い放射寿命、マイクロ波-ドメイン結合、調整可能な双極子相互作用を持つ。 一対の回転状態間のコヒーレントダイナミクスは、量子磁性の単純なモデルを示し、量子ビットとして格納された量子情報を操作するために用いられる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
• License:
• Abstract: The rotational states of ultracold polar molecules possess long radiative lifetimes, microwave-domain coupling, and tunable dipolar interactions. Coherent dynamics between pairs of rotational states have been used to demonstrate simple models of quantum magnetism and to manipulate quantum information stored as qubits. The availability of numerous rotational states has led to many proposals to implement more complicated models of quantum magnetism, higher-dimensional qudits, and intricate state networks as synthetic dimensions; however, these are yet to be experimentally realised. The primary issue limiting their implementation is the detrimental effect of the optical trapping environment on coherence, which is not easily mitigated for systems beyond two levels. To address this challenge, we investigate the applicability of magic-wavelength optical tweezer traps to facilitate multitransition coherence between rotational states. We demonstrate simultaneous second-scale coherence between three rotational states. Utilising this extended coherence, we perform multiparameter estimation using a generalised Ramsey sequence and demonstrate coherent spin-1 dynamics encoded in the rotational states. Our work paves the way to implementing proposed quantum simulation, computation, and metrology schemes that exploit the rich rotational structure of ultracold polar molecules.
• Abstract（参考訳）: 超低温の極性分子の回転状態は、長い放射寿命、マイクロ波-ドメイン結合、調整可能な双極子相互作用を持つ。 一対の回転状態間のコヒーレントダイナミクスは、量子磁性の単純なモデルを示し、量子ビットとして格納された量子情報を操作するために用いられる。 多くの回転状態が利用可能になったことで、より複雑な量子磁性、高次元量子ドット、複雑な状態ネットワークを合成次元として実装する多くの提案がなされたが、これらはまだ実験的に実現されていない。 実装を制限している主な問題は、コヒーレンスに対する光トラップ環境の有害な影響である。 この課題に対処するために、回転状態間の多重遷移コヒーレンスを促進するために、マジック波長光ツイーザトラップの適用性について検討する。 3つの回転状態間の2次コヒーレンスを同時に示す。 この拡張コヒーレンスを利用して、一般化ラムゼー列を用いてマルチパラメータ推定を行い、回転状態に符号化されたコヒーレントスピン-1ダイナミクスを示す。 我々の研究は、超低温極性分子のリッチな回転構造を利用する量子シミュレーション、計算、および気象学スキームの実装の道を開いた。

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