論文の概要: Single Sr Atoms in Optical Tweezer Arrays for Quantum Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19816v1
- Date: Wed, 22 Oct 2025 17:53:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 03:08:16.246236
- Title: Single Sr Atoms in Optical Tweezer Arrays for Quantum Simulation
- Title（参考訳）: 量子シミュレーションのための光ツイーザアレイにおける単一Sr原子
- Authors: Veronica Giardini, Luca Guariento, Andrea Fantini, Shawn Storm, Massimo Inguscio, Jacopo Catani, Giacomo Cappellini, Vladislav Gavryusev, Leonardo Fallani,
- Abstract要約: 光学式ツイーザにおいて, 個々の88ドルSr原子をトラップし, 操作するためのプラットフォームの実現について報告する。
捕捉された原子は蛍光イメージングにより99.986(6)%$で検出され、生存確率は9.7(1)%$である。
その結果, 効率的なローディング, 冷却, 高忠実度検出を併用した頑健なアルカリ-アーストウィーザープラットフォームが実証された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24378845585726897
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report on the realization of a platform for trapping and manipulating individual $^{88}$Sr atoms in optical tweezers. A first cooling stage based on a blue magneto-optical trap (MOT) operating on the $^1S_0$ -> $^1P_1$ transition at 461 nm enables us to trap approximately $4\times 10^6$ atoms at a temperature of 8 mK. Further cooling is achieved in a narrow-line red MOT using the $^1S_0$ -> $^3P_1$ intercombination transition at 689 nm, bringing $4\times 10^5$ atoms down to 5 uK and reaching a density of $\approx 10^{10}$ cm$^{-3}$. Atoms are then loaded into 813 nm tweezer arrays generated by crossed acousto-optic deflectors and tightly focused onto the atoms with a high-numerical-aperture objective. Through light-assisted collision processes we achieve the collisional blockade, which leads to single-atom occupancy with a probability of about $50\%$. The trapped atoms are detected via fluorescence imaging with a fidelity of $99.986(6)\%$, while maintaining a survival probability of $97(1)\%$. The release-and-recapture measurement provides a temperature of $12.92(5)$ uK for the atoms in the tweezers, and the ultra-high-vacuum environment ensures a vacuum lifetime higher than 7 minutes. These results demonstrate a robust alkaline-earth tweezer platform that combines efficient loading, cooling, and high-fidelity detection, providing the essential building blocks for scalable quantum simulation and quantum information processing with Sr atoms.
- Abstract（参考訳）: 光学式ツイーザにおける個々の$^{88}$Sr原子を捕捉・操作するプラットフォームの実現について報告する。
461nmにおいて, 461nmで1S_0$ ->$^1P_1$遷移した青色磁気光学トラップ(MOT)をベースとした第1冷却ステージにより, 8mKの温度で約4.6倍の原子を捕捉することができる。
さらに冷却は689nmでの$^1S_0$ -> $^3P_1$相互結合遷移を用いて狭線赤MOTで達成され、4\times 10^5$ 原子を5 uKまで下降させ、$$\approx 10^{10}$ cm$^{-3} の密度に達する。
原子は、813nmのツイーザーアレイにロードされ、交差した光偏向器によって生成され、高い数の開口目標を持つ原子に密着する。
光アシストによる衝突によって衝突遮断が達成され、これは1原子の占有率を約50\%の確率で達成する。
閉じ込められた原子は、99.986(6)\%$で蛍光イメージングによって検出され、生存確率は9,7(1)\%$である。
放出・再捕獲測定はツイーザーの原子に対して12.92(5)$ uKの温度を与え、超高真空環境は真空寿命を7分以上維持する。
これらの結果は、効率的な負荷、冷却、高忠実度検出を組み合わせ、スケーラブルな量子シミュレーションとSr原子による量子情報処理に不可欠なビルディングブロックを提供する、堅牢なアルカリ-アーストウィーザープラットフォームを示す。
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