論文の概要: Transient dynamics of parametric driving for single-electron image current detection in a Paul trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.15087v1
- Date: Thu, 14 May 2026 17:08:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.970789
- Title: Transient dynamics of parametric driving for single-electron image current detection in a Paul trap
- Title（参考訳）: ポールトラップにおける単電子画像電流検出のためのパラメトリック駆動の過渡ダイナミクス
- Authors: Baiyi Yu, Andris Huang, Isabel Sacksteder, Hartmut Haeffner,
- Abstract要約: パラメトリックドライブの制御されたランプは、過渡状態における電子運動の周波数を効果的にロックすることを示す。
この研究は、ポールトラップにおける単電子運動の非破壊検出の実験的実現の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Nondestructive detection of single-electron motion is crucial for quantum information processing with electrons trapped in Paul traps. The standard approach in Penning traps is to detect the image current induced on the trap electrodes by the electron's oscillatory motion. However, applying this approach in Paul traps for single electrons is currently hindered by motional frequency fluctuations arising from trap anharmonicities and instabilities in the rf trapping field. In this work, we propose a robust detection scheme exploiting the transient dynamics of parametric driving to overcome these limitations. Distinct from traditional steady-state approaches, our method focuses on the transient regime to break the temporal constraints imposed by steady-state assumptions, thereby enabling fast readout. We show that a controlled ramp of the parametric drive effectively locks the frequency of the electron motion in the transient regime, rendering the signal highly resilient to realistic experimental noise and inherent micromotion. This work paves the way for the experimental realization of nondestructive detection of single-electron motion in Paul traps.
- Abstract（参考訳）: 単一電子運動の非破壊検出は、ポールトラップに閉じ込められた電子を用いた量子情報処理に不可欠である。
ペニングトラップの標準的なアプローチは、電子の振動運動によってトラップ電極に誘導されるイメージ電流を検出することである。
しかしながら、単一電子に対するポールトラップへのこのアプローチの適用は、現在、rfトラップ場のトラップアンハーモニック性や不安定性に起因する運動周波数変動によって妨げられている。
本研究では,これらの制約を克服するために,パラメトリック駆動の過渡的ダイナミクスを利用したロバスト検出手法を提案する。
従来の定常的アプローチとは違い,本手法は定常的仮定によって課される時間的制約を突破し,高速な読み出しを可能にする過渡的体制に重点を置いている。
パラメトリックドライブの制御されたランプは、過渡的な状態における電子運動の周波数を効果的にロックし、信号が現実的な実験的ノイズや固有のマイクロモーションに対して高い弾力性を持つことを示す。
この研究は、ポールトラップにおける単電子運動の非破壊検出の実験的実現の道を開く。
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