論文の概要: A cavity QED system with defect-free single-atom array strongly coupled to an optical cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.19833v1
• Date: Thu, 27 Feb 2025 07:12:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-28 14:56:09.037919
• Title: A cavity QED system with defect-free single-atom array strongly coupled to an optical cavity
• Title（参考訳）: 欠陥のない単一原子配列を光共振器に強く結合した共振器QEDシステム
• Authors: Zhihui Wang, Shijun Guan, Guansheng Teng, Pengfei Yang, Pengfei Zhang, Gang Li, Tiancai Zhang,
• Abstract要約: 我々は、光学キャビティに強く結合した欠陥のない単一原子配列を持つ新しいキャビティ量子電磁力学プラットフォームを実験的に実現した。 原子配列の位置を正確に制御することにより、アレイ内の全ての原子と光学キャビティとの均一かつ強い結合を実証する。 我々のシステムは分散量子コンピューティングの基礎を確立する大きな可能性を秘めている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.875072520660098
• License:
• Abstract: We experimentally realize a new cavity quantum electrodynamics (QED) platform with defect-free single-atom array strongly coupled to an optical cavity. The defect-free single-atom array is obtained by rearranging a probabilistically loaded one-dimensional (1D) optical tweezer array with dimensions of $1 \times 40$. The atom array is enclosed with two cavity mirrors, which compose a miniature optical Fabry-P{\'e}rot cavity with cavity length of 1.15 mm. By precisely controlling the position of the atom array, we demonstrate uniform and strong coupling of all atoms in the array with the optical cavity. The average coupling strength between the single atom and the cavity is 2.62 MHz. The vacuum Rabi splitting spectra for single-atom arrays with atom number $N$ changing from 3 to 26 are measured. Thus, the collective enhancement of the coupling strength with ${\sqrt N}$-dependence for multiple atoms is validated at the single atom level. Our system holds significant potential for establishing the foundation of distributed quantum computing and advancing fundamental research in many-body physics.
• Abstract（参考訳）: 我々は、光学キャビティに強く結合した欠陥のない単一原子配列を持つ新しいキャビティ量子電磁力学(QED)プラットフォームを実験的に実現した。 この欠陥のない単一原子アレイは、確率的にロードされた1次元(1D)光ツイーザアレイを、次元が1 \times 40$で再配置して得られる。 原子配列は2つのキャビティミラーで囲まれており、これはキャビティの長さが1.15mmの小型の光ファブリ・P{\'eのキャビティを構成する。 原子配列の位置を正確に制御することにより、アレイ内の全ての原子と光学キャビティとの均一かつ強い結合を実証する。 単一原子と空洞の間の平均結合強度は2.62MHzである。 3から26に変化する原子番号$N$の単一原子配列に対する真空ラビ分裂スペクトルを測定する。 したがって、複数の原子に対する${\sqrt N}$-dependenceとの結合強度の集合的増強は、単一の原子レベルで検証される。 本システムは,分散量子コンピューティングの基礎を築き,多体物理学の基礎研究を進展させる大きな可能性を秘めている。

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