論文の概要: Neutral atom transport and transfer between optical tweezers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15173v1
• Date: Thu, 19 Dec 2024 18:48:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-20 13:30:42.180302
• Title: Neutral atom transport and transfer between optical tweezers
• Title（参考訳）: 光学的ツイーザ間の中性原子輸送と移動
• Authors: Cristina Cicali, Martino Calzavara, Eloisa Cuestas, Tommaso Calarco Robert Zeier, Felix Motzoi,
• Abstract要約: 我々は中性原子輸送の最適化と光ツイーザ間の移動に焦点を当てる。 静的トラップの効果を組み込むプロトコルを開発した。 提案するSTAプロトコルは、実験的にインスパイアされたパルスよりも優れていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We focus on the optimization of neutral atom transport and transfer between optical tweezers, both critical steps towards the implementation of quantum processors and simulators. We consider four different types of experimentally relevant pulses: piece-wise linear, piece-wise quadratic, minimum jerk, and a family of hybrid linear and minimum jerk ramps. We also develop a protocol using Shortcuts to Adiabaticity (STA) techniques that allows us to include the effects of static traps. By computing a measure of the error after transport and two measures of the heating for transient times, we provide a systematic characterization of the performance of all the considered pulses and show that our proposed STA protocol outperforms the experimentally inspired pulses. After pulse shape optimization we find a lower threshold for the total time of the protocol that is compatible with the limit below which the increase in the vibrational excitations exceeds half of the amount of states hosted by the moving tweezer. Since the obtained lower bound for the atom capturing or releasing stage is 9 times faster than the one reported in state-of-the-art experiments, we interpret our results as a wake-up call towards the importance of the inclusion and optimization of the transfer between tweezers, which may be the largest bottleneck to speed. For the two pulses having the best performance (minimum jerk and STA), we determine optimal regions in the experimentally accessible parameters to implement high fidelity transport pulses. Finally, our STA results prove that a modulation in the depth of the moving tweezer designed to counteract the effect of the static traps reduces errors and allows for shorter pulse duration. To motivate the use of our STA pulse in future experiments, we provide a simple analytical approximation for the tweezer position and depth controls.
• Abstract（参考訳）: 我々は、量子プロセッサとシミュレータの実装に向けた重要なステップである、中性原子輸送の最適化と光ツイーザ間の転送に焦点を当てる。 本研究は,4種類の実験パルスについて考察する: 分割線形, 分割二次, 最小ジャーク, ハイブリッドリニアおよび最小ジャークランプ群。 また,静的トラップの効果を組み込むためのSTA(Shortcuts to Adiabaticity)技術を用いたプロトコルも開発した。 トランスポート後の誤差と過渡時間加熱の2つの尺度を計算することにより、検討された全てのパルスの性能を体系的に評価し、提案したSTAプロトコルが実験的にインスパイアされたパルスより優れていることを示す。 パルス形状最適化の後に、振動励起の増大が移動式ツイーザーがホストする状態の半分を超える極限に適合するプロトコルの総時間に対する低い閾値を求める。 得られた原子捕獲・放出段階の下位境界は、最先端の実験で報告された段階の9倍の速度であるため、我々は、ツイーザ間の移動の重要性と最適化に対する覚醒コールとして、この結果を解釈する。 最適性能を持つ2つのパルス(最小ジャークおよびSTA)に対して、実験的にアクセス可能なパラメータの最適領域を決定し、高忠実度トランスポートパルスを実装する。 最後に, スタティックトラップの効果を抑えるために設計された移動式ツイーザの深さの変調が誤差を低減し, パルス持続時間を短縮できることを示す。 将来の実験におけるSTAパルスの使用を動機づけるため,ツイーザー位置と深度制御の簡易な解析近似法を提案する。

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