論文の概要: All-optical Raman control of ultracold atomic hyperfine states using pulsed jump protocol
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09921v1
- Date: Mon, 14 Apr 2025 06:30:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-15 16:50:55.676228
- Title: All-optical Raman control of ultracold atomic hyperfine states using pulsed jump protocol
- Title（参考訳）: パルスジャンププロトコルを用いた超低温原子超微粒子の光ラマン制御
- Authors: Xin-Xia Jian, Zhi-Jian Zheng, Jun-Jie Jiang, Lin Zhou, Chuan-Cun Shu, Jun He,
- Abstract要約: 我々は、超低温原子超微粒子状態のラマン全光制御を実現するためのパルス駆動ジャンププロトコルを開発した。
量子状態移動の高忠実性と頑健な制御は, 1-$Lambda$3レベルシステムで実現できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.302457570062717
- License:
- Abstract: We develop a pulse-driven jump protocol to achieve all-optical Raman control of ultracold atomic hyperfine states. By establishing general conditions for adiabatic evolution between quantum states in parameter space, we derive the essential pulse area and phase conditions necessary for quantum state transfer in a resonant single-$\Lambda$ three-level system. We extend this approach to a double-$\Lambda$ four-level system by incorporating a neighboring intermediate state, which leads to a single-photon detuned $\Lambda$ three-level system. Through numerical simulations of the ultracold $^{87}$Rb atomic system, we demonstrate that high-fidelity and robust control of quantum state transfer can be achieved in the single-$\Lambda$ three-level system using stimulated Raman adiabatic passage (STIRAP) and the pulsed jump protocol. Furthermore, we show that the destructive quantum interference effects between resonant and detuned Raman pathways in the double-$\Lambda$ four-level system can be mitigated by optimizing the pulse area and two-photon detuning parameters within the pulsed jump protocol. This work presents a promising approach for achieving all-optical Raman control of quantum state transfer in ultracold atomic hyperfine states.
- Abstract（参考訳）: 我々は、超低温原子超微粒子状態のラマン全光制御を実現するためのパルス駆動ジャンププロトコルを開発した。
パラメータ空間における量子状態間の断熱的進化の一般的な条件を確立することにより、共鳴単価ロンバダ$3レベル系の量子状態伝達に必要な必須パルス領域と位相条件を導出する。
このアプローチを、隣接する中間状態を組み込むことで、double-$\Lambda$ 4レベルシステムに拡張し、単光子デチュードの$\Lambda$ 3レベルシステムに導出する。
超冷却された$^{87}$Rb原子系の数値シミュレーションにより、刺激されたラマン断熱路(STIRAP)とパルスジャンププロトコルを用いた1-$\Lambda$3レベルシステムにおいて、量子状態移動の高忠実度かつ堅牢な制御が達成できることを示した。
さらに, パルスジャンピングプロトコル内のパルス領域と2光子デチューニングパラメータを最適化することにより, 共振器と非調波ラマン経路間の破壊的量子干渉効果を緩和できることを示した。
この研究は、超低温原子超微粒子状態における量子状態伝達の全光ラマン制御を実現するための有望なアプローチを示す。
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