論文の概要: Design and Fabrication of Metal-Shielded Fiber-Cavity Mirrors for Ion-Trap Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.25294v1
• Date: Wed, 29 Oct 2025 08:57:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-30 15:50:45.292256
• Title: Design and Fabrication of Metal-Shielded Fiber-Cavity Mirrors for Ion-Trap Systems
• Title（参考訳）: イオントラップ用金属シールドファイバキャビティミラーの設計と製作
• Authors: Wei-Bin Chen, Ding Fang, Cheng-Hao Zhang, Jin-Ming Cui, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo,
• Abstract要約: マイクロキャビティにおけるトラップされたイオンは、量子情報処理と量子ネットワークを進化させる鍵となるプラットフォームである。 マイクロキャビティと一体化したイオントラップ系を安定的に実現できる金属シールドマイクロキャビティミラーの設計と製造について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.338450029868832
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Trapped ions in micro-cavities constitute a key platform for advancing quantum information processing and quantum networking. By providing an efficient light-matter interface within a compact architecture, they serve as highly efficient quantum nodes with strong potential for scalable quantum network. However, in such systems, ion trapping stability is often compromised by surface charging effects, and nearby dielectric materials are known to cause a dramatic increase in the ion heating rate by several orders of magnitude. These challenges significantly hinder the practical implementation of ion trap systems integrated with micro-cavities. To overcome these limitations, we present the design and fabrication of metal-shielded micro-cavity mirrors, enabling the stable realization of ion trap systems integrated with micro cavities. Using this method, we constructed a needle ion trap integrated with fiber Fabry-Perot cavity and successfully achieved stable trapping of a single ion within the cavity. The measured ion heating rate was reduced by more than an order of magnitude compared with unshielded configurations. This work establishes a key technique toward fully integrated ion-photon interfaces for scalable quantum network.
• Abstract（参考訳）: マイクロキャビティにおけるトラップされたイオンは、量子情報処理と量子ネットワークを進化させる鍵となるプラットフォームである。 コンパクトなアーキテクチャ内で効率的な光マターインタフェースを提供することで、スケーラブルな量子ネットワークの強いポテンシャルを持つ高効率な量子ノードとして機能する。 しかし、このようなシステムでは、表面電荷効果によってイオントラップ安定性が損なわれ、近隣の誘電体は数桁のイオン加熱速度を劇的に増加させることが知られている。 これらの課題は、マイクロキャビティと統合されたイオントラップシステムの実践的実装を著しく妨げている。 これらの制約を克服するため,金属遮蔽マイクロキャビティミラーの設計と製造を行い,マイクロキャビティと一体化したイオントラップ系を安定的に実現した。 この方法を用いて,繊維ファブリペロキャビティと一体化した針イオントラップを構築し,キャビティ内の単一イオンの安定トラップ化に成功した。 測定したイオン加熱速度は,非シールド構成に比べて1桁以上低下した。 この研究は、スケーラブルな量子ネットワークのための完全に統合されたイオン-光子インターフェースに向けた重要な技術を確立する。

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