Coherencia atómica a escala de medio minuto y alta estabilidad relativa en un reloj de pinza

Área de la Ciencia:

• Ciencia y tecnología cuántica
• Física atómica
• Metrología Cuántica

Sus antecedentes:

• La preparación de sistemas cuánticos grandes y coherentes es crucial para la metrología cuántica, la simulación y la información.
• Al mismo tiempo, lograr una baja entropía, una alta coherencia y grandes conjuntos sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un enfoque híbrido para adaptar potenciales ópticos en átomos atrapados con pinza.
• Para equilibrar la escalabilidad, la preparación del estado de alta fidelidad, la lectura resuelta en el sitio y la preservación de la coherencia.

Principales métodos:

• Se utilizan átomos de tierra alcalina (estroncio-88) atrapados en una pinza.
• Empleado un enfoque híbrido para adaptar potenciales ópticos.
• Se obtiene una lectura de resolución en el sitio y se conserva la coherencia atómica.

Principales resultados:

• Tiempos de vida de captura y estado excitado superiores a 40 segundos en conjuntos de ~150 átomos.
• Se ha demostrado la coherencia atómica a escala de medio minuto en una transición de reloj óptico (factores de calidad > 10^16).
• Se logró una estabilidad de frecuencia fraccionaria relativa de 5.2 × 10^-17 τ^-1/2 para las comparaciones de reloj.

Conclusiones:

• El método desarrollado reduce significativamente el ruido de proyección cuántica, comparable a los principales sistemas atómicos.
• Este enfoque allana el camino para el enredo de ingeniería de larga duración en las transiciones de reloj óptico en matrices atómicas a medida.