論文の概要: Trapping, manipulating and probing ultracold atoms: a quantum technologies tutorial
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.20790v1
- Date: Thu, 23 Oct 2025 17:54:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 03:08:18.530135
- Title: Trapping, manipulating and probing ultracold atoms: a quantum technologies tutorial
- Title（参考訳）: 超低温原子の追跡・操作・探索--量子技術チュートリアル
- Authors: Louise Wolswijk, Luca Cavicchioli, Giuseppe Vinelli, Mauro Chiarotti, Ludovica Donati, Marcia Frometa Fernandez, Diego Hernández Rajkov, Christian Mancini, Paolo Vezio, Tianwei Zhou, Giulia Del Pace, Chiara Mazzinghi, Nicolò Antolini, Leonardo Salvi, Vladislav Gavryusev,
- Abstract要約: エンジニアリングされた超低温原子系は、基本的な量子力学研究のための貴重なプラットフォームである。
ほぼゼロの絶対温度では、原子は巨視的な位相コヒーレンスと集合量子挙動を示す。
本総説は,超低温原子物理学研究の基盤となる実験ツールキットの幅広い理解を,新参者に提供することを目的としている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.12985488065966
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Engineered ultracold atomic systems are a valuable platform for fundamental quantum mechanics studies and the development of quantum technologies. At near zero absolute temperature, atoms exhibit macroscopic phase coherence and collective quantum behavior, enabling their use in precision metrology, quantum simulation, and even information processing. This review provides an introductory overview of the key techniques used to trap, manipulate, and detect ultracold atoms, while highlighting the main applications of each method. We outline the principles of laser cooling, magnetic and optical trapping, and the most widely used techniques, including optical lattices and tweezers. Next, we discuss the manipulation methods of atomic internal and external degrees of freedom, and we present atom interferometry techniques and how to leverage and control interatomic interactions. Next, we review common ensemble detection strategies, including absorption and fluorescence imaging, state-selective readout, correlation and quantum non-demolition measurements and conclude with high-resolution approaches. This review aims to provide newcomers to the field with a broad understanding of the experimental toolkit that underpins research in ultracold atom physics and its applications across quantum science and technology.
- Abstract（参考訳）: エンジニアリングされた超低温原子系は、量子力学の基礎研究と量子技術の発展のための貴重な基盤である。
ほぼゼロの絶対温度では、原子は巨視的な位相コヒーレンスと集合的な量子挙動を示し、精密気象学、量子シミュレーション、さらには情報処理にも利用することができる。
このレビューでは、極低温原子をトラップし、操作し、検出するために使われる重要な技術の概要を解説し、各手法の主用途を強調した。
レーザ冷却、磁気および光トラップの原理と、光学格子やツイーザーを含む最も広く使われている技術について概説する。
次に、原子内部および外部自由度の操作方法について議論し、原子間干渉法と原子間相互作用の活用と制御方法について述べる。
次に、吸収・蛍光イメージング、状態選択的読み出し、相関および量子非劣化測定を含む一般的なアンサンブル検出戦略を概観し、高分解能アプローチで結論付ける。
このレビューは、超低温原子物理学研究の基盤となる実験ツールキットと、量子科学と技術にまたがる応用の幅広い理解を、新参者に提供することを目的としている。
関連論文リスト
- Perspective: Practical Atom-Based Quantum Sensors [0.0]
Atomは同一で、異質で、インターフェース可能で、知性があります。
現代のレーザーと電気光学ツールは、原子をセンシング用途に非常に魅力的なものにしている。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-17T13:26:08Z) - Taming quantum systems: A tutorial for using shortcuts-to-adiabaticity, quantum optimal control, and reinforcement learning [0.0]
本稿では,チュートリアル形式での量子制御の基礎について紹介する。
我々は3つの分野に焦点をあてる: 断熱へのショートカット、量子最適制御、機械学習に基づく制御。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-27T19:00:15Z) - Photon-mediated dipole-dipole interactions as a resource for quantum science and technology in cold atoms [0.0]
光子を介する双極子-双極子相互作用は、原子-光相互作用から生じる。
近年の関心の高まりは、量子科学を研究するための資源として、集団相互作用の中核的なメカニズムを約束している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-28T01:55:35Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Quantum electrodynamics of intense laser-matter interactions: A tool for
quantum state engineering [0.1465840097113565]
我々は、強いレーザー-原子相互作用の包括的完全に量子化された記述を提供する。
我々は高調波発生の過程について詳述する。
半古典理論の文脈では明らかにできない新しい現象について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-09T07:07:30Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Modern applications of machine learning in quantum sciences [52.05381760296929]
本稿では、教師なし、教師なし、強化学習アルゴリズムにおけるディープラーニングとカーネル手法の使用について述べる。
我々は、微分可能プログラミング、生成モデル、機械学習に対する統計的アプローチ、量子機械学習など、より専門的なトピックについて議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-08T17:48:59Z) - Standard Model Physics and the Digital Quantum Revolution: Thoughts
about the Interface [68.8204255655161]
量子システムの分離・制御・絡み合いの進歩は、かつての量子力学の興味深い特徴を、破壊的な科学的・技術的進歩のための乗り物へと変えつつある。
本稿では,3つの領域科学理論家の視点から,絡み合い,複雑性,量子シミュレーションのインターフェースについて考察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-10T06:12:06Z) - Design of Light-Matter Interactions for Quantum Technologies [0.0]
我々は、量子コンピューティング、量子シミュレーション、および量子センシングの応用に適した効果的な光-物質相互作用を創出できる放射線パターンを設計する。
一方,我々は動的デカップリング技術を用いて,環境・制御分野のエラーに対して堅牢な量子演算を設計している。
一方、光-物質相互作用の一般化モデルについて研究し、ラビ・スタークモデルにおける選択的な多光子相互作用の発見につながった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-27T21:30:36Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。