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利用塞曼间隔对138Ba+离子的拉曼边带冷却

原子物理 2016-05-25 v2 光学 量子物理

摘要

运动基态冷却和内部态制备是量子逻辑光谱学(QLS)——一类量子信息处理——的重要要素。由于QLS不需要通常与量子计算和量子模拟相关的高门保真度,因此可以以牺牲部分保真度为代价,在离子种类和量子协议上做出简化选择。在此,我们报道了针对138^{138}Ba+^+的边带冷却和运动态探测协议,其保真度足以用于QLS,且无需极窄带激光或使用具有超精细结构的物种。我们利用138^{138}Ba+^+的两个S1/2_{1/2}塞曼子能级,通过拉曼边带冷却将单个离子降至运动基态。由于塞曼分裂较小,138^{138}Ba+^+的近共振拉曼边带冷却仅需要多普勒冷却激光和另外两个AOM。通过观察近共振拉曼光泵浦荧光,我们估计最终的平均运动量子数 nˉ0.17\bar{n}\approx0.17。我们还使用第二束远失谐激光在两个塞曼子能级间驱动拉曼π\pi-脉冲,以用于QLS的运动态探测并确认边带冷却效率,测得最终 nˉ=0.15(6)\bar{n} = 0.15(6)

关键词

引用

@article{arxiv.1603.09322,
  title  = {Raman sideband cooling of a 138Ba+ ion using a Zeeman interval},
  author = {Christopher M. Seck and Mark G. Kokish and Matthew R. Dietrich and Brian C. Odom},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.09322},
  year   = {2016}
}