論文の概要: Optically accessible high-finesse millimeter-wave resonator for cavity quantum electrodynamics with atom arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.05804v1
- Date: Fri, 06 Jun 2025 07:03:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-09 17:28:43.355586
- Title: Optically accessible high-finesse millimeter-wave resonator for cavity quantum electrodynamics with atom arrays
- Title（参考訳）: 原子アレイを用いた空洞量子力学のための光アクセス型ミリ波共振器
- Authors: Tony Zhang, Michelle Wu, Sam R. Cohen, Lin Xin, Debadri Das, Kevin K. S. Multani, Nolan Peard, Anne-Marie Valente-Feliciano, Paul B. Welander, Amir H. Safavi-Naeini, Emilio A. Nanni, Monika Schleier-Smith,
- Abstract要約: 温度が1Kで5.8(1)×107$のミリ波Fabry-P'erot空洞を提示する。
強い原子-光子結合と光アクセスの目標の衝突は、ほぼ共焦点幾何学を動機付けている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.296426902696644
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cavity quantum electrodynamics (QED) is a powerful tool in quantum science, enabling preparation of non-classical states of light and scalable entanglement of many atoms coupled to a single field mode. While the most coherent atom-photon interactions have been achieved using superconducting millimeter-wave cavities coupled to Rydberg atoms, these platforms so far lack the optical access required for trapping and addressing individual atomic qubits. We present a millimeter-wave Fabry-P\'erot cavity with finesse $5.8(1) \times 10^7$ at a temperature of 1 K providing generous transverse optical access (numerical aperture 0.56). Conflicting goals of strong atom-photon coupling and optical access motivate a near-confocal geometry. Close to confocality, however, post-paraxial corrections to the cavity spectrum introduce unexpected degeneracies between transverse modes, leading to excess cavity loss. Modeling these corrections allows for tuning the cavity geometry to evade this loss, producing a high finesse that will enable cavity QED experiments with trapped atoms deep in the strong coupling regime.
- Abstract（参考訳）: キャビティ量子電磁力学(Cavity quantum Electrodynamics, QED)は、量子科学において強力なツールであり、単一の磁場モードに結合された多くの原子の非古典的な光とスケーラブルな絡み合いの準備を可能にする。
最もコヒーレントな原子-光子相互作用は、Rydberg原子に結合した超伝導ミリ波空洞を用いて達成されているが、これらのプラットフォームは個々の原子量子ビットをトラップし、対処するのに必要な光学的アクセスを欠いている。
1Kの温度で5.8(1) \times 10^7$のミリ波Fabry-P\'erot空洞(数値開口率0.56)を示す。
強い原子-光子結合と光アクセスの目標の衝突は、ほぼ共焦点幾何学を動機付けている。
しかし、共焦点に近く、空洞スペクトルに対する反軸後補正は、横モード間の予期せぬ退化をもたらし、余剰空洞損失をもたらす。
これらの補正をモデル化することで、空洞形状を調整してこの損失を回避し、強い結合状態の深くに閉じ込められた原子による空洞QED実験を可能にする高い微細さを生み出すことができる。
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