論文の概要: Non-destructive optical read-out and manipulation of circular Rydberg atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.24691v1
- Date: Mon, 29 Sep 2025 12:26:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-30 22:32:19.970161
- Title: Non-destructive optical read-out and manipulation of circular Rydberg atoms
- Title（参考訳）: 円形リドベルク原子の非破壊光学的読み出しと操作
- Authors: Yohann Machu, Andrés Durán-Hernández, Gautier Creutzer, Aurore Alice Young, Jean-Michel Raimond, Michel Brune, Clément Sayrin,
- Abstract要約: 円状のリドベルク原子は、リドベルク状態の典型的な強い双極子-双極子相互作用を長い寿命で結合する。
低角モードレーザーアクセス可能なライドバーグ準位は、これまでほとんど使われてきた。
我々は、ルビジウムの論理レーザーをトラップした環状リドベリ原子の配列と、Rbアンシラ原子の補助配列を、ロー・ドル・リドベリ準位に過渡的に励起する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Among the thriving quantum computation and quantum simulation platforms based on arrays of Rydberg atoms, those using circular Rydberg atoms are particularly promising. These atoms uniquely combine the strong dipole-dipole interactions typical of Rydberg states with long lifetimes. However, low-angular-momentum ($\ell$) laser-accessible Rydberg levels have been so far mostly used, because circular Rydberg atoms have no optical transitions, hindering their individual detection and manipulation. We remove this limitation with a hybrid platform, combining an array of logical laser-trapped circular Rydberg atoms of rubidium with an auxiliary array of Rb ancilla atoms transiently excited to a low-$\ell$ Rydberg level. We perform a quantum non-demolition detection of the logical qubit with the ancilla, through the blockade of the ancilla optical excitation induced by a F\"orster resonance. Conversely, we locally manipulate the logical qubit through the excitation of the ancilla. This dual-Rydberg platform is highly promising for quantum computation and simulation. It adds to the circular-atom toolbox the mid-circuit measurements, essential for error correction. More strikingly, it gives access to time correlations in long-term quantum simulations, uniquely accessible to circular Rydberg atoms.
- Abstract（参考訳）: レイドベルク原子の配列に基づく量子計算と量子シミュレーションプラットフォームの中で、円形のライドベルク原子を用いるものは特に有望である。
これらの原子は、リドベルク状態の典型的な強い双極子-双極子相互作用を長い寿命で一意に結合する。
しかし、Rydberg原子は光学遷移を持たず、個々の検出と操作を妨げるため、レーザーアクセス可能な低角モード($\ell$)のRydberg準位は、これまでほとんど使われてきた。
我々は、この制限をハイブリッドプラットフォームで除去し、ルビジウムの論理レーザーをトラップした円形のリドベルク原子の配列とRbアンシラ原子の補助配列を、ロー・ドル・リドベルク準位に過渡的に励起したRbアンシラ原子の配列を組み合わせる。
我々は、F\"オースター共鳴によって誘導されるアンシラ光励起の遮断を通して、アンシラと論理クビットの量子的非劣化検出を行う。
逆に、我々はアンシラの励起により論理キュービットを局所的に操作する。
このデュアルライドバーグプラットフォームは、量子計算とシミュレーションに非常に有望である。
これは、誤り訂正に必須である、中間回路測定の円形原子ツールボックスに追加される。
より印象的なことに、これは長期量子シミュレーションにおける時間相関へのアクセスを与える。
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