論文の概要: Quantum state engineering of spin-orbit coupled ultracold atoms in a Morse potential
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.06996v1
- Date: Sun, 11 Jan 2026 17:12:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-13 19:08:01.106139
- Title: Quantum state engineering of spin-orbit coupled ultracold atoms in a Morse potential
- Title（参考訳）: モースポテンシャルにおけるスピン軌道結合超低温原子の量子状態工学
- Authors: Yue Ban, Xi Chen, J. G. Muga, E. Ya Sherman,
- Abstract要約: ボース=アインシュタイン凝縮体の完全な制御は、メトロジー、量子情報処理、量子凝縮物質物理学において貴重な応用となる。
モースポテンシャルに閉じ込められたスピン軌道結合ボース・アインシュタイン凝縮体の内部(擬スピン1/2)と運動(位置関連)状態を同時に制御するためのプロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9401701913263785
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Achieving full control of a Bose-Einstein condensate can have valuable applications in metrology, quantum information processing, and quantum condensed matter physics. We propose protocols to simultaneously control the internal (related to its pseudospin-1/2) and motional (position-related) states of a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate confined in a Morse potential. In the presence of synthetic spin-orbit coupling, the state transition of a noninteracting condensate can be implemented by Raman coupling and detuning terms designed by invariant-based inverse engineering. The state transfer may also be driven by tuning the direction of the spin-orbit-coupling field and modulating the magnitude of the effective synthetic magnetic field. The results can be generalized for interacting condensates by changing the time-dependent detuning to compensate for the interaction. We find that a two-level algorithm for the inverse engineering remains numerically accurate even if the entire set of possible states is considered. The proposed approach is robust against the laser-field noise and systematic device-dependent errors.
- Abstract（参考訳）: ボース=アインシュタイン凝縮体の完全な制御を達成することは、気象学、量子情報処理、および量子凝縮物質物理学における貴重な応用となる。
モースポテンシャルに閉じ込められたスピン軌道結合ボース・アインシュタイン凝縮体の内部(擬スピン1/2)と運動(位置関連)状態を同時に制御するためのプロトコルを提案する。
合成スピン軌道カップリングの存在下では、非相互作用凝縮体の状態遷移はラマンカップリングと不変ベースの逆工学によって設計されたデチューニング項によって実現することができる。
また、スピン軌道結合磁場の方向を調整し、有効な合成磁場の大きさを変調することによって、状態移動を駆動することもできる。
この結果は、相互作用を補うために時間依存のデチューニングを変更することで、相互作用する凝縮体を一般化することができる。
可能な状態の集合全体を考慮しても,逆エンジニアリングのための2段階のアルゴリズムは数値的に精度が低いことが判明した。
提案手法は, レーザ場雑音とデバイス依存誤差に対して頑健である。
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