論文の概要: Fast and High-Fidelity Motional-State-Preserving Transport in Optical Tweezers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.25020v1
- Date: Sun, 18 Oct 2026 05:00:36 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-10-20 22:25:57.274153
- Title: Fast and High-Fidelity Motional-State-Preserving Transport in Optical Tweezers
- Title（参考訳）: 光ツイーザにおける高速かつ高忠実な運動状態保存輸送
- Abstract要約: 高速な運動は、原子がその目的地に到達しても残留する運動励起を残せる。
我々は,1つの87ドルRb原子の1次元輸送のためのフレームワークを開発する。
トウィーザーの位置と監禁の協調的な制御は、高速輸送へのルートを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.127392018889113
- License:
- Abstract: Reconfigurable neutral-atom processors require rapid, high-fidelity transport of atoms between optical-tweezer sites. In finite-depth Gaussian traps, fast motion can leave residual motional excitation even when the atom reaches its destination. We develop a basis-parameterized gradient-ascent pulse-engineering (GRAPE) framework for one-dimensional transport of a single $^{87}$Rb atom. A shortcut-to-adiabaticity reference is refined using 17 trajectory parameters, with ten additional parameters providing bounded trap-depth modulation; depth affects both confinement and the inverse construction of the physical trap center. For a $12.6\,μ$m transfer completed in only $30.5\,μ$s, corresponding to approximately $2.75$ periods of the reference trap, the selected joint protocol achieves a ground-state infidelity of $2.41\times10^{-7}$. Because preparing an exactly pure motional ground state is experimentally challenging, we also optimize population-weighted transport for initial distributions with mean vibrational occupations $\nbar\simeq0.16$ and $1.87$, reaching same-state probabilities of about $0.99993$ and $0.9934$. Trap-depth fluctuations can further degrade transport fidelity. Robust optimization under a measurement-informed depth-noise model improves the mean error, worst sampled error, and fidelity dispersion for the specified noise realizations. Coordinated control of tweezer position and confinement thus offers a route to rapid transport with low residual excitation for flexible atom rearrangement and dynamic connectivity in neutral-atom processors.
- Abstract（参考訳）: 再構成可能な中性原子プロセッサは、光学的ツイーザー部位間の原子の高速で高忠実な輸送を必要とする。
有限深さガウストラップでは、高速運動は原子がその目的地に到達しても残留運動励起を残すことができる。
我々は, 1 つの ^{87}$Rb 原子の1 次元輸送のための基底パラメータ化勾配アセンセントパルスエンジニアリング (GRAPE) フレームワークを開発した。
短距離から短距離への参照は、17の軌跡パラメータを用いて改善され、さらに10のパラメータが有界トラップ深度変調を提供し、深度は閉じ込めと物理的トラップ中心の逆構成の両方に影響する。
参照トラップの約2.75ドルの期間に対応するわずか30.5,μ$sで完了した12.6\,μ$mの転送に対して、選択されたジョイントプロトコルは2.41\times10^{-7}$という基底状態の不完全性を達成する。
完全に純粋な運動基底状態を作成することは実験的に困難であるため、平均振動占有率$\nbar\simeq0.16$と$.87$で人口重荷輸送を最適化し、0.99993$と$0.9934$の同状態確率に達する。
トラップ深さの変動は、輸送の忠実度をさらに低下させる。
測定インフォームド・ディープ・ノイズモデルに基づくロバスト最適化は, 特定の雑音実現に対する平均誤差, 最悪のサンプル誤差, 忠実度分散を改善する。
ツイーザー位置と閉じ込めの協調制御により、中性原子プロセッサにおけるフレキシブルな原子再配置と動的接続のために、低い残留励起を持つ高速輸送へのルートを提供する。
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