論文の概要: Enhancing ground-state interaction strength of neutral atoms via Floquet stroboscopic dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.06760v1
- Date: Sun, 07 Dec 2025 09:50:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.514091
- Title: Enhancing ground-state interaction strength of neutral atoms via Floquet stroboscopic dynamics
- Title（参考訳）: Floquet stroboscopic dynamicsによる中性原子の基底-状態相互作用強度の増強
- Authors: Y. Wei, M. Artoni, G. C. La Rocca, J. H. Wu, X. Q. Shao,
- Abstract要約: 中性原子系は量子シミュレーションと計算のための有望なプラットフォームである。
本質的に弱い基底状態相互作用は、スケーラブルな量子シミュレーションと計算の進歩に大きな限界をもたらす。
本稿では,リドベルク原子アンサンブルのフロケ変調による中性原子の基底状態相互作用強度の向上手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Neutral atom systems are promising platforms for quantum simulation and computation, owing to their long coherence times. However, their intrinsically weak ground-state interactions pose a major limitation to the advancement of scalable quantum simulation and computation. To address this challenge, we propose an approach to enhancing the ground-state interaction strength of neutral atoms via Floquet modulation of a Rydberg atomic ensemble. Each Floquet period consists of ground-state coupling followed by a pulse driving the transition from the ground state to the Rydberg state. Theoretical analysis and numerical simulations demonstrate that after a defined evolution time, neutral atoms within Rydberg ensembles can collectively form a $W$ state in the ground-state manifold. Even when the Rydberg interaction strength is far below the blockade regime, the fidelity remains remarkably high. Finally, we analyze the application of this scheme in the preparation of single-photon sources. In general, our proposed mechanism offers an efficient and highly controllable method for quantum state preparation within the Rydberg atomic ensembles, significantly enhancing the accuracy and stability of quantum state engineering while providing a well-controlled quantum environment for single-photon generation.
- Abstract（参考訳）: ニュートラル原子系は、長いコヒーレンス時間のため、量子シミュレーションと計算のための有望なプラットフォームである。
しかし、それらの本質的に弱い基底状態相互作用は、スケーラブルな量子シミュレーションと計算の進歩に大きな限界をもたらす。
この課題に対処するために、リドベルク原子アンサンブルのフロケ変調による中性原子の基底状態相互作用強度の向上手法を提案する。
各フロケ周期は、基底状態のカップリングと、基底状態からリドベルク状態への遷移を駆動するパルスからなる。
理論的解析と数値シミュレーションにより、リドベルクのアンサンブル内の中性原子は基底状態多様体において総じて$W$状態を形成することができることを示した。
ライドベルク相互作用強度が封鎖体制よりはるかに低い場合でも、忠実度は著しく高いままである。
最後に, 単一光子源の調製における本手法の適用性について検討する。
一般論として,提案機構はRydberg原子アンサンブル内での量子状態生成のための効率的かつ高制御可能な方法であり,単一光子生成のためのよく制御された量子環境を提供しながら,量子状態工学の精度と安定性を著しく向上させる。
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