Статьи автора

ОСЦИЛЛЯЦИИ РАБИ ПРИ ТРЕХФОТОННОМ ЛАЗЕРНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ОДИНОЧНОГО РИДБЕРГОВСКОГО АТОМА РУБИДИЯ В ОПТИЧЕСКОЙ ДИПОЛЬНОЙ ЛОВУШКЕ

Номер выпуска 4 от 15.10.2024

В эксперименте по трехфотонному лазерному возбуждению 5S1/2 → 5P3/2 → 6S1/2 → 37P3/2 одиночного ридберговского атома 87Rb, захваченного в оптическую дипольную ловушку, впервые наблюдались трехфотонные осцилляции населенностей Раби между основным и ридберговским состоянием. Одиночный атом регистрировался оптическим методом по сигналу резонансной флуоресценции на малошумящей sCMOS-видеокамере. Измерялась относительная вероятность атому остаться в ловушке после действия трех синхронизованных возбуждающих лазерных импульсов с длительностями, изменяемыми от 100 нс до 2 мкс. Особенностью эксперимента было использование интенсивного лазерного излучения с длиной волны 1367 нм на второй ступени возбуждения, обеспечивающего однофотонную частоту Раби до 2 ГГц для управления эффективными отстройками промежуточных уровней трехфотонного перехода за счет динамического эффекта Штарка. Зарегистрированы осцилляции Раби с частотой от 1 до 5 МГц в зависимости от интенсивности лазерных импульсов первой и второй ступеней возбуждения при времени когерентности 0.7−0.8 мкс. Обсуждаются пути увеличения времени когерентности и контраста трехфотонных осцилляций Раби для применений в квантовой информатике с ридберговскими атомами.

123 0

Масштабируемая архитектура гетероядерного квантового регистра из нейтральных атомов на основе электромагнитно-индуцированной прозрачности

Номер выпуска 2 от 01.08.2023

Основываясь на нашей недавней статье [arXiv: 2206.12176 (2022)], мы рассматриваем масштабируемую архитектуру гетероядерного квантового регистра из нейтральных атомов щелочных металов, в котором возможна параллельная реализация вентилей CNOT (управляемое НЕ) для квантовой обработки информации. Параллельное выполнение вентилей CNOT для удаленных друг от друга пар кубитов сочетается с последовательным выполнением таких вентилей для пар соседних кубитов, в которых один из кубитов является общим для всех пар. Для выполнения вентилей используется когерентный транспорт массива атомов одного химического элемента (вспомогательные кубиты) по отношению к массиву атомов другого химического элемента (кубиты данных). Вспомогательные кубиты удерживаются в массиве мобильных оптических дипольных ловушек, генерируемых двумерным акустооптическим дефлектором. Кубиты данных хранятся в массиве стационарных оптических дипольных ловушек, создаваемых с помощью пространственного модулятора света. Когерентный транспорт обеспечивает сохранение суперпозиций логических состояний вспомогательных кубитов, несмотря на их перемещение в пространстве. При этом пути перемещения выбираются таким образом, чтобы избежать пересечений с кубитами данных в пространстве. Численно оптимизированы параметры системы для достижения точности параллельновыполняемых вентилей CNOT около F = 95% для условий, которые могут быть реализованы в эксперименте. Предложенная архитектура может быть применена для реализации поверхностных кодовквантовой коррекции ошибок. Для оценки эффективности вентилей также исследованы энтропия Реньи и взаимная информация.

52 0

Трехфотонное лазерное возбуждение одиночных ридберговских атомов рубидия в оптической дипольной ловушке

Номер выпуска 2 от 01.08.2023

Экспериментально продемонстрировано трехфотонное лазерное возбуждение одиночных атомов рубидия в оптической дипольной ловушке в ридберговское 37P -состояние лазерными излучениями с длинами волн 780 нм, 1367 нм и 743 нм. Возбуждение в ридберговские состояния детектировалось оптическим методом по потерям атомов в оптической дипольной ловушке. Записаны спектры лазерного возбуждения одиночных ридберговских атомов в оптической дипольной ловушке и измерена зависимость вероятности возбуждения от длительности лазерного импульса. Измеренная ширина спектра составила 2 МГц. Также проведены эксперименты по спектроскопии гашения флуоресценции облака холодных атомов в магнитооптической ловушке при трехфотонном лазерном возбуждении атомов в ридберговские состояния. Проведено сравнение результатов экспериментов с численным расчетом. Рассмотрены методы повышения точности когерентного трехфотонного лазерного возбуждения ридберговских атомов в оптической дипольной ловушке.

50 0

Двойной радиооптический резонанс в конфигурации ханле при возбуждении d1-линии поглощения атомов щелочных металлов

Номер выпуска 2 от 01.08.2023

Исследуется поглощение световой волны, взаимодействующей с оптическими переходами в D1-линии атома щелочного металла в присутствии микроволнового излучения, резонансного магнито-дипольным переходам между сверхтонкими компонентами основного состояния. Известно, что при сканировании продольного магнитного поля (B||k, где k - волновой вектор) возможно наблюдение магнитооптического резонанса, связанного с эффектом Ханле в основном состоянии (ЭХОС). Кроме того, в виду наличия резонансного микроволнового излучения, также имеет место эффект двойного радиооптического резонанса (ДРОР). Проведено теоретическое и экспериментальное исследование степени взаимного влияния этих эффектов на формирование узкого магнитооптического резонанса в поглощении световой волны. В ходе теоретического анализа показано, что эти эффекты конкурируют друг с другом и действуют на формирование резонанса деструктивным образом, что приводит к малой амплитуде резонанса и усложнению его формы. Однако в присутствии буферного газа такого давления, что сверхтонкое расщепление возбужденного состояния спектрально не разрешается, становится возможным наблюдать магнитооптический резонанс с относительно большой амплитудой. Эксперименты выполнены с использованием миниатюрной стеклянной ячейки (V ∼ 0.1 см3), наполненной парами 87Rb и буферным газом (≈ 95 Торр аргона). В экспериментах, в частности, наблюдается эффект сужения резонанса с ростом интенсивности светового поля, предсказанный теоретически. Предложенная конфигурация возбуждения магнитооптических резонансов может быть использована в квантовой магнитометрии для измерения слабых постоянных магнитных полей, а также резонансных микроволновых полей с использованием ячеек с парами атомов щелочных металлов.

47 0