Cavity-QED with Ions in a Micro Trap

微阱中离子的腔 QED

基本信息

项目摘要

In this proposal, we describe the experimental realization of the strong coupling between a single ion, or a small linear ion crystal, with the mode of a high finesse optical cavity. The ion is transported in a micro-structured segmented linear ion trap into the mode of a micro-cavity, which is integrated in the trap design and which is based on special prepared optical fibers at 100μm distance. As the corresponding mode volume is small, we reach the strong coupling regime, where the coherent light-matter interaction dominates over dissipation from spontaneous decay and cavity losses even with a single ion in the waist. We aim to investigate application of our experiment for a detection of the ion internal state by a dissipative light interaction. We will investigate light induced quantum gate operations for single ions and two ion crystals, as a result of the common interaction with the cavity mode. Finally, our ion-light interface may be applied to entangle photons with ions.
在这个提案中,我们描述了单个离子或小型线性离子晶体之间的强耦合与高精细光学腔模式的实验实现。离子在微结构分段线性离子阱中以微腔模式传输,微腔集成在离子阱设计中,基于特殊制备的 100μm 距离光纤。由于相应的模式体积很小,我们达到了强耦合状态,其中相干光-物质相互作用主导了自发衰变和空腔损耗的耗散,即使腰部有单个离子也是如此。我们的目的是研究我们的实验在通过耗散光相互作用检测离子内部状态方面的应用。我们将研究单离子和两个离子晶体的光诱导量子门操作,这是与腔模式共同相互作用的结果。最后,我们的离子-光接口可用于使光子与离子纠缠。

项目成果

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Interaction of a laser with a qubit in thermal motion and its application to robust and efficient readout
  • DOI:
    10.1007/s00340-012-4882-3
  • 发表时间:
    2011-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    U. Poschinger;A. Walther;M. Hettrich;F. Ziesel;F. Schmidt-Kaler
  • 通讯作者:
    U. Poschinger;A. Walther;M. Hettrich;F. Ziesel;F. Schmidt-Kaler
Controlling the transport of an ion: classical and quantum mechanical solutions
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/16/7/075007
  • 发表时间:
    2014-07-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Fuerst, H. A.;Goerz, M. H.;Koch, C. P.
  • 通讯作者:
    Koch, C. P.
Dynamics and control of fast ion crystal splitting in segmented Paul traps
分段保罗陷阱中快离子晶体分裂的动力学和控制
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/16/7/073012
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    H. Kaufmann;T. Ruster;C. T. Schmiegelow;F. Schmidt-Kaler;U. G. Poschinger
  • 通讯作者:
    U. G. Poschinger
Experimental realization of fast ion separation in segmented Paul traps
  • DOI:
    10.1103/physreva.90.033410
  • 发表时间:
    2014-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    T. Ruster;C. Warschburger;H. Kaufmann;C. Schmiegelow;A. Walther;M. Hettrich;A. Pfister;V. Kaushal;F. Schmidt-Kaler;U. Poschinger
  • 通讯作者:
    T. Ruster;C. Warschburger;H. Kaufmann;C. Schmiegelow;A. Walther;M. Hettrich;A. Pfister;V. Kaushal;F. Schmidt-Kaler;U. Poschinger
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