論文の概要: Fast Generation of Metrologically Relevant Fock State Mixtures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.24318v1
• Date: Mon, 27 Jul 2026 12:00:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-28 22:34:15.410608
• Title: Fast Generation of Metrologically Relevant Fock State Mixtures
• Title（参考訳）: メトロロジカル関連フォック状態ミキサーの高速生成
• Authors: Gonzalo Reina Rivero, Marcel Morillas-Rozas, Alberto López-García, Javier Cerrillo,
• Abstract要約: トラップイオンの運動の非熱的フォック状態混合発生のための高速レーザーシーケンスを提案する。 選択的集団トラップを行うトラップ周波数と整合するラビ周波数と共振器の動作点ゼロデチューニングを同定し,強い駆動を継続する。
• 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: We propose a fast laser pulse sequence for the generation of non-thermal Fock state mixtures of the motion of a trapped ion, targeted at displacement metrology beyond the standard quantum limit. Using a polaron-frame description of the ion-laser interaction, we identify a resonant operating point-zero detuning and a Rabi frequency matching the trap frequency-at which selective population trapping survives strong driving, enabling preparation speeds beyond the weak-driving limit of previous protocols without requiring ground-state cooling. We trace the residual infidelity at large Lamb-Dicke parameter $η$ to a single coherent process, the counter-rotating blue-sideband term neglected in the rotating-wave approximation, and show that it is suppressed by two routine calibrations: a percent-level refocusing of the pulse duration and a small compensating Bloch-Siegert detuning. Numerical simulations of the full sequence show that this refinement keeps the preparation error at or below the $10\%$ level up to $η\approx0.5$ and restores the displacement-sensing Fisher information that the uncorrected protocol loses at strong coupling, recovering up to 9 dB relative to the nominal sequence.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, イオンの運動の非熱的フォック状態混合生成のための高速レーザーパルスシーケンスを提案する。 イオンレーザー相互作用のポラロンフレームによる記述を用いて, 固体冷却を必要とせず, 従来のプロトコルの弱い運転限界を超える準備速度を実現するために, 選択的な集団トラップが強い駆動に耐えられるトラップ周波数と一致する共振動作点ゼロのデチューニングとラビ周波数を同定する。 我々は,大きなラム・ディッケパラメータ$η$の残差不忠実さを,1コヒーレント過程,回転波近似で無視される反回転ブルーサイドバンド項に辿り着き,パルス長のパーセンテージレベルの再焦点とBloch-Siegertデチューニングの小さな補償の2つのルーチンキャリブレーションによって抑制されていることを示す。 完全系列の数値シミュレーションにより、この改質は、$η\approx0.5$までの10 %$レベル以下で準備誤差を保ち、不正確なプロトコルが強い結合で失うような変位検知フィッシャー情報を復元し、名目列と比較して最大9dBまで回復することを示した。

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