論文の概要: Splitting of the three-body Förster resonance in Rb Rydberg atoms as a measure of dipole-dipole interaction strength
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.13658v1
- Date: Fri, 18 Jul 2025 05:00:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-21 20:43:26.189697
- Title: Splitting of the three-body Förster resonance in Rb Rydberg atoms as a measure of dipole-dipole interaction strength
- Title（参考訳）: 双極子-双極子相互作用強度の尺度としてのRbリドバーグ原子における3体フェルスター共鳴の分割
- Authors: I. I. Ryabtsev, I. N. Ashkarin, I. I. Beterov, D. B. Tretyakov, E. A. Yakshina, V. M. Entin, P. Cheinet,
- Abstract要約: dc電場によって制御される3体F"オースター共鳴は、光トラップに単一原子を持つ3量子ビット量子ゲートの実装に重要である。
このような共鳴は、集団3体状態の集団のコヒーレント振動を観測する実験に最も適しているため、この効果をより詳細に研究する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Three-body F\"orster resonances controlled by a dc electric field are of interest for the implementation of three-qubit quantum gates with single atoms in optical traps using their laser excitation into strongly interacting Rydberg states. In our recent theoretical paper [Zh. Eksper. Teor. Fiz. 168(1), 14 (2025)] it was found that the proposed earlier three-body F\"orster resonance $3\times nP_{3/2} \to nS_{1/2} +(n+1)S_{1/2} +nP_{1/2} $ in Rb Rydberg atoms has a splitting, with one of the split components having weaker dependence of the resonant electric field (and the corresponding dynamic shift) on the distance $R$ between the atoms. Here we study this effect in more detail, since such a resonance is the most suitable for performing experiments on observing coherent oscillations of populations of collective three-body states and implementing three-qubit quantum gates based on them. For a linear spatial configuration of three interacting Rydberg atoms, the physical mechanism of this phenomenon is revealed and analytical formulas are obtained that describe the behavior of split structure of the F\"orster resonance depending on $R$. It is found that the splitting is a measure of the energy of the resonant dipole-dipole exchange interaction with an excitation hopping between neighboring Rydberg states $S$ and $P$.
- Abstract（参考訳）: dc電場によって制御される3体F\"オースター共鳴は、強い相互作用を持つリドバーグ状態へのレーザー励起を用いて、光トラップに単一原子を持つ3量子ビット量子ゲートを実装することに関心がある。
我々の最近の理論論文 (Zh. Eksper. Teor. Fiz. 168(1), 14 (2025)) において、提案された3体F\"orster resonance $3\times nP_{3/2} \to nS_{1/2} +(n+1)S_{1/2} +nP_{1/2} $ in Rb Rydbergatom has a splitting, with one of the split components having weaker dependent of the resonant electric field (and the corresponding dynamic shift) on the distance $R$。
このような共鳴は、集団3体状態の集団のコヒーレントな振動を観測し、それらに基づく3ビット量子ゲートを実装する実験に最も適しているため、この効果をより詳細に研究する。
3つの相互作用するRydberg原子の線形空間配置について、この現象の物理機構を明らかにし、F\"オースター共鳴の分裂構造の挙動をR$に依存する解析式を得る。
分裂は共鳴双極子-双極子交換相互作用のエネルギーの尺度であり、隣のライドバーグ状態の励起ホッピングは$S$と$P$である。
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