論文の概要: Towards a fictitious magnetic field trap for both ground and Rydberg state $^{87}$Rb atoms via the evanescent field of an optical nanofibre
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12827v1
- Date: Thu, 17 Jul 2025 06:35:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.369391
- Title: Towards a fictitious magnetic field trap for both ground and Rydberg state $^{87}$Rb atoms via the evanescent field of an optical nanofibre
- Title（参考訳）: 光ナノファイバーのエバネッセンス場を経由した地上およびリュードベルク状態の$^{87}$Rb原子の架空の磁場トラップに向けて
- Authors: Alexey Vylegzhanin, Dylan J. Brown, Danil F. Kornovan, Etienne Brion, Síle Nic Chormaic,
- Abstract要約: 電子基底状態とライドバーグ状態の両方を閉じ込める8,7$Rbの低温原子をトラップとして提案する。
これは、光ナノファイバー誘導光によって誘導される架空の磁場と外部バイアス磁場を組み合わせることで達成される。
我々は、リドベルク原子の四極分極性がトラップ電位に与える影響を論じ、ナノファイバー誘導光場によって生じる雷動電位にRydberg原子のサイズがどう影響するかを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Cold Rydberg atoms, known for their long lifetimes and strong dipole-dipole interactions that lead to the Rydberg blockade phenomenon, are among the most promising platforms for quantum simulations, quantum computation and quantum networks. However, a major limitation to the performance of Rydberg atom-based platforms is dephasing, which can be caused by atomic motion within the trap. Here, we propose a trap for $^{87}$Rb cold atoms that confines both the electronic ground state and a Rydberg state, engineered to minimize the differential light shifts between the two states. This is achieved by combining a fictitious magnetic field induced by optical nanofibre guided light and an external bias magnetic field. We calculate trap potentials for the cases of one- and two-guided modes with quasi-linear and quasi-circular polarisations, and calculate trap depths and trap frequencies for different values of laser power and bias fields. Moreover, we discuss the impact of the quadrupole polarisability of the Rydberg atoms on the trap potential and demonstrate how the size of a Rydberg atom influences the ponderomotive potential generated by the nanofibre-guided light field. This work expands on the idea of light-induced fictitious magnetic field traps and presents a practical approach for creating quantum networks using Rydberg atoms integrated with optical nanofibres to generate 1D atom arrays.
- Abstract（参考訳）: コールド・ライドバーグ原子は、長い寿命と強い双極子-双極子相互作用で知られており、リドバーグの遮断現象につながるが、量子シミュレーション、量子計算、量子ネットワークの最も有望なプラットフォームの一つである。
しかしながら、Rydberg原子ベースのプラットフォームの性能に対する大きな制限は、トラップ内の原子運動によって引き起こされる可能性がある、デファス化である。
ここでは,電子基底状態とライドバーグ状態の両方を閉じ込める,$^{87}$Rbのコールド原子のトラップを提案する。
これは、光ナノファイバー誘導光によって誘導される架空の磁場と外部バイアス磁場を組み合わせることで達成される。
準線形および準円偏極をもつ一誘導モードと二誘導モードの場合のトラップ電位を計算し、レーザーパワーとバイアス場の異なる値のトラップ深さとトラップ周波数を算出する。
さらに,Rydberg原子の四重極偏光性がトラップ電位に及ぼす影響を考察し,ナノファイバー誘導光場によって生じる雷動電位にRydberg原子のサイズがどう影響するかを示す。
この研究は、光誘起電場トラップの概念を拡張し、1次元原子配列を生成するために光ナノファイバーと統合されたライドバーグ原子を用いた量子ネットワークを作成するための実践的なアプローチを提案する。
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