論文の概要: Optimized Slice-Phase Control of Mirror Pulse in Cold-Atom Interferometry with Finite Response Time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.15586v1
- Date: Thu, 22 Jan 2026 02:21:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-23 21:37:20.46784
- Title: Optimized Slice-Phase Control of Mirror Pulse in Cold-Atom Interferometry with Finite Response Time
- Title（参考訳）: 有限応答時間による冷間原子干渉計におけるミラーパルスの最適スライス位相制御
- Authors: Xueting Fang, Doudou Wang, Kun Yuan, Jie Deng, Qin Luo, Xiaochun Duan, Minkang Zhou, Lushuai Cao, Zhongkun Hu,
- Abstract要約: 量子最適制御設計ミラーパルスは干渉計の性能を大幅に向上させることを示した。
マッハ・ツェンダー光パルス原子干渉計は、制御を一様でない位相スライスに離散化することで設計された。
最適化パルスは、不均一性と速度拡散の結合に頑健であり、従来のパルスよりもロバスト性が大きく向上した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.335422655087989
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Atom interferometers require both high efficiency and robust performance in their mirror pulses under experimental inhomogeneities. In this work, we demonstrated that quantum optimal control designed mirror pulse significantly enhance interferometer performance by using novel adaptive sliced structure. Using gradient ascent pulse engineering (GRAPE), optimized mirror pulse for a Mach-Zehnder light-pulse atom interferometer was designed by discretizing the control into non-uniform phase slices. This design broadened the tolerence to experimentally relevant variations in detuning $[-Ω_0,Ω_0]$ and Rabi frequency $[0.1\timesΩ_0,1.9\timesΩ_0]$ ($Ω_0=2π\times25$ kHz), while maintaining high transfer efficiency even when the response-time delays up to 1.6 $\rm{μs}$. The optimized pulse was found to be robust to coupling inhomogeneity and velocity spread, offering a significant improvement in robustness over conventional pulse. The adaptive pulse slicing method provides a minimalist strategy that reduces experimental complexity while enhancing robustness and scalability, offering an innovative scheme for quantum optimal control in high precision atom interferometry.
- Abstract（参考訳）: 原子干渉計は、実験的な不均一条件下でのミラーパルスの高効率性とロバスト性の両方を必要とする。
本研究では、量子最適制御設計ミラーパルスが、新しい適応スライス構造を用いて干渉計性能を大幅に向上することを示した。
勾配上昇パルス工学(GRAPE)を用いて、マッハ・ツェンダー光パルス原子干渉計に最適化されたミラーパルスを、制御を一様でない位相スライスに離散化して設計した。
この設計は、応答時間が1.6$\rm{μs}$まで遅れても高い転送効率を維持しながら、[-Ω_0,Ω_0]$とRabiの周波数$[0.1\timesΩ_0,1.9\timesΩ_0]$$$$$(Ω_0=2π\times25$ kHz)を調整した。
最適化パルスは、不均一性と速度拡散の結合に頑健であり、従来のパルスよりもロバスト性が大きく向上した。
適応パルススライシング法は、高精度原子干渉計における量子最適制御のための革新的なスキームを提供するとともに、ロバスト性やスケーラビリティを高めながら、実験的な複雑さを低減できる最小限の戦略を提供する。
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