Letter

物理:単一原子トラジェクトリーの光子ごとのフィードバック制御

Nature 462, 7275 doi: 10.1038/nature08563

フィードバックは古典系を制御する最も強力な手法の1つである。その量子領域への拡張が望まれるが、それは、非自明な量子状態の生成とデコヒーレンスからの保護を可能にすると考えられるからである。古典フィードバックと対比して、量子フィードバックに伴う難しさは、フィードバックが量子測定過程、特に量子射影雑音や限られた測定速度、また駆動された開放系での発展を摂動する量子ゆらぎから生じる点である。本論文では、光共振器中に捕捉された単一原子の運動の実時間フィードバック制御を実証する。原子位置に関する情報を運ぶ各プローブ光子は、トラップ中の原子振動周期の70分の1の短い時間スケールで原子を操る双極子レーザーを活性化する。実験実行条件によって捕獲時間は、フィードバック冷却を行ったために4倍以上も長くなった。フィードバック冷却によって、振動周期の4分の1の時間で、原子の運動エネルギーをほとんどすべて取り除くことができる。我々の結果は、検出した光子フラックスが原子の運動を反映することを示しており、したがって、標準的な量子極限における単一原子の量子トラジェクトリーの研究に向けた第一歩となる。

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