光晶格中大规模原子阵列的高保真探测
原子物理
2024-07-16 v6 量子气体
量子物理
摘要
基于中性原子的量子模拟近期进展很大程度上受益于高分辨率、单原子灵敏的成像技术。为实现光晶格或光镊中此类原子局域探测，已发展出多种方法。对于碱土及类碱土原子，窄光学跃迁的存在开启了执行新型 Sisyphus 冷却的可能，其冷却机制源于空间分辨囚禁势中差分光学能级移动的能力。迄今为止，在“排斥型 Sisyphus”构型中能否实现高保真成像仍属开放问题，该构型中基态的囚禁深度超过冷却所涉激发态的囚禁深度。本文中，我们展示了利用排斥型 Sisyphus 冷却对锶原子进行高保真（99.971(1)%）和高存活（99.80(5)%）成像。我们使用光晶格作为大规模镊子阵列（多达 399 个镊子）中原子的钉扎势，并展示了重复的、高保真的晶格-镊子-晶格转移。我们进一步展示从磁光阱（MOT）直接以约 10000 个原子装载晶格，并在超过 10000 个晶格位点上可扩展成像，综合存活概率与分类保真度优于 99.2%。我们的晶格由此可作为局域可寻址且可排序的储库，用于未来光镊阵列的持续补充。
引用
@article{arxiv.2309.04717,
title = {High-fidelity detection of large-scale atom arrays in an optical lattice},
author = {Renhao Tao and Maximilian Ammenwerth and Flavien Gyger and Immanuel Bloch and Johannes Zeiher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.04717},
year = {2024}
}