合成囚禁离子量子比特的光谱学

$^{133}\text{Ba}^+$因其自旋-1/2原子核与可见光波长电子跃迁的独特组合，已被认为是量子信息处理的理想离子。利用微克级放射性物质源，我们在射频离子阱中囚禁并激光冷却了合成的人造钡II的$A$=133放射性同位素。利用同一颗单囚禁原子，我们测量了$6^2 \text{P}_{1/2}$ $\leftrightarrow$ $6^2 \text{S}_{1/2}$和$6^2 \text{P}_{1/2}$ $\leftrightarrow$ $5^2 \text{D}_{3/2}$电子跃迁的同位素位移和超精细结构，这些跃迁是时钟态超精细量子比特和光学量子比特的激光冷却、态制备和态探测所必需的。我们还报道了罕见$A$=130和132钡核素的$6^2 \text{P}_{1/2}$ $\leftrightarrow$ $5^2 \text{D}_{3/2}$电子跃迁同位素位移，完成了激光冷却所有长寿命钡II同位素所需的光谱表征。