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Motional state analysis of a trapped ion by ultra-narrowband composite pulses
arXiv:2402.10041
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In this work, we present a method for measuring the motional state of a two-level system coupled to
a harmonic oscillator. Our technique uses ultra-narrowband composite pulses on the blue sideband
transition to scan through the populations of the different motional states. Our approach does
not assume any previous knowledge of the motional state distribution and is easily implemented.
It is applicable both inside and outside of the Lamb-Dicke regime. For higher phonon numbers
especially, the composite pulse sequence can be used as a filter for measuring phonon number
ranges. We demonstrate this measurement technique using a single trapped ion and show good
detection results with the numerically evaluated pulse sequence.
Hamilton-Jacobi-Bellman equations for Rydberg-blockade processes
arXiv:2402.12956
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We discuss time-optimal control problems for two setups involving globally driven Rydberg atoms in the blockade limit by deriving the associated Hamilton-Jacobi-Bellman equations. From these equations, we extract the globally optimal trajectories and the corresponding controls for several target processes of the atomic system, using a generalized method of characteristics. We apply this method to retrieve known results for CZ and C-phase gates, and to find new optimal pulses for all elementary processes involved in the universal quantum computation scheme introduced in [Physical Review Letters 131, 170601 (2023)].
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Forschungsgruppen
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Die Forschungsgruppe um Rainer Blatt untersucht quantenphysikalische Prozesse an Ionen, die in Ionenfallen gespeichert sind. Ziel der Experimente ist es, eine möglichst vollständige Kontrolle über...
Quantenoptik und Spektroskopie -
Die Forschungsgruppe um Francesca Ferlaino beschäftigt sich mit dipolaren Quantenphänomenen, wofür sie stark magnetische Atomspezies verwendet. So konnte die Gruppe im Jahr 2012 das erste...
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Die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Rudolf Grimm untersucht ultrakalte Teilchensysteme, bestehend aus optisch gespeicherten Quantengasen sehr nahe am absoluten Nullpunkt. Solche Systeme...
Ultrakalte Atome und Quantengase -
Die Forschungsgruppe um Gerhard Kirchmair arbeitet an supraleitenden Schaltkreisen und deren Anwendung in der Quanteninformationsverarbeitung und Quantensimulation. Die quantenmechanischen...
Supraleitende Quantenschaltkreise -
Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Hannes Pichler beschäftigt sich mit quantenoptischen Systemen, Quanten-Vielteilchenphysik und Quanteninformation. Ziel der Gruppe ist es, die theoretischen Grundlagen...
Quantenoptik und Vielteilchenphysik -
Die von Oriol Romero-Isart geführte Forschungsgruppe beschäftigt sich mit Themen der theoretischen Quantenoptik und Quantennanophysik, sowohl im Kontext von Grundlagenforschung als auch im Hinblick...
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Quantenoptik und Quanteninformation