Integration of Advanced Optics for Trapped Ion Quantum Information Processing

<p>Trapped ion systems are the leading candidate for quantum information processing because many of the critical components have already been demonstrated. Scaling trapped ion systems to large numbers of ions is currently believed possible, but much work remains to prove it. Microfabricated surface ion traps are increasing in popularity for their ease of mass production and their ability to manipulate individual ions and interact arbitrary pairs of ions. Even with the advent of scalable ion traps, detection of an individual ion trapped in a high vacuum poses a challenge. The internal state of the ion chosen for a quantum bit can be measured via exposure to a probe beam that causes one state to scatter light (a "bright" state), but not the other state (a "dark" state). In free space, a single ion acts like a point source that emits in all directions; a standard two inch lens system can only collect about 2% of the light emitted by the ion. Poor light collection results in a high error rate and slow determination of the internal state of the ion. Fast, high fidelity state detection is necessary for quantum error correction and loophole-free Bell experiments at short (less than 100\,km) distances, and high efficiency collection is necessary to rapidly interconnect separate quantum computers. We demonstrate state detection fidelities of 99%, 99.856(8)% and 99.915(7) % which correspond to detection times of 10.5, 28.1 and 99.8 us, respectively.</p>Dissertatio

Studi Analitis dan Eksperimental Mekanisme Slip-Kritis Sambungan Struktural Baut Baja

Letak geografis Indonesia menjadikan Indonesia sebagai negara yang rawan bencana gempa baik tektonik maupun vulkanik. Standar Nasional Indonesia (SNI) 1729:2015 mensyaratkan sambungan baut bangunan baja dengan tinggi lebih dari 38 m, harus menggunakan baut mutu tinggi (High Strength Bolt – HSB) dengan pra-tarik. Sambungan baut kencang pas (snug tight) dan sambungan baut dengan pra-tarik, secara kasat mata tidak berbeda. Perbedaan akan terjadi saat sambungan dibebani yaitu untuk sambungan dengan pra-tarik, slip antar pelat yang disambung sebagai akibat ukuran lubang baut yang lebih besar dari diameter baut baru akan terjadi saat kuat batas slip terlampaui. Penelitian ini bermaksud mengamati kekuatan dan perilaku sambungan baut dengan pra-tarik terhadap peningkatan beban. Analisis dilakukan menurut SNI 1729:2015, validasi data melalui uji eksperimental menggunakan benda uji pelat BJ37 yang dibebani aksial tarik konsentris. Sambungan menggunakan HSB-A325 M12, lubang standar dengan persiapan permukaan kelas A. Pemberian pra-tarik baut dengan cara putar mur (turn-of-nut). Hasil pengujian menunjukan kuat batas slip (Pslip) 37,998 kN, nilai ini 5,7% lebih tinggi dibanding hasil analitis sebesar 35,94 kN. Setelah tercapai kuat batas slip, sambungan tetap dapat menerima pembebanan dengan mekanisme pengalihan gaya tumpu dan mencapai kuat batas sambungan (Pu) sebesar 50,197 kN, yang berarti masih dapat menerima peningkatan beban 32% setelah slip terjadi. Putar mur (turn-of-nut) salah satu metode yang direkomendasikan SNI 1729:2015, merupakan cara yang cukup sederhana untuk pemberian pra-tarik karena tidak diperlukan alat khusus dan gaya pra-tarik minimum yang disyaratkan dapat dipenuhi dengan tercapainya Pslip hasil eksperimen tidak lebih rendah dibandingkan dengan hasil analisi

Studi Eksperimental dan ANalitis Sambungan Batang Tarik Tipe Kegagalan Geser Baut

Sambungan baut pada batang tarik baja memiliki kapasitas dengan macam-macam tipe kegagalan. Kapasitas sambungan baut pada batang tarik baja dapat ditentukan melalui analisis kapasitas dan kegagalan sambungan. Pada analisis kapasitas dan kegagalan sambungan batang tarik baja, kapasitas sambungan batang tarik baja yang ditentukan dihasilkan berdasarkan banyak parameter struktur diantaranya profil dan mutu batang tarik, tebal dan mutu pelat penyambung, dan juga tebal dan mutu baut sambungan. Kapasitas sambungan batang tarik baja hasil analisis kapasitas dan kegagalan sambungan seringkali memiliki nilai yang lebih rendah dari kapasitas sambungan dalam kondisi riil. Pada penelitian ini dilakukan perbandingan kapasitas sambungan batang tarik profil siku 30x30x3mm bermutu BJ-37 disambung dengan pelat mutu BJ-37 tebal 3mm dan baut penyambung diameter 8 mm dengan mutu A307 melalui studi analisis kapasitas dan kegagalan dan studi eksperimental dengan tipe kegagalan geser. Pada studi analisis kapasitas dan kegagalan sambungan batang tarik baja diperoleh kapasitas sambungan sebesar 18,9 kN dengan tipe kegagalan geser. Pada studi eksperimental dilakukan pengujian tarik sambungan baja batang tarik dengan 3 buah benda uji, didapatkan nilai rata-rata kapasitas ultimit sebesar 22,63 kN dan mengalami kegagalan geser baut pada ketiga benda uji. Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah baik hasil perhitungan secara analitis dan pengujian eksperimental di laboratorium menunjukkan trend yang baik dan sama. Benda uji didesain berdasarkan perhitungan analitis untuk mengalami kegagalan geser pada baut, hasil pengujian eksperimental untuk 3 (tiga) benda uji seluruhnya menunjukkan pola kegagalan geser baut. Kekuatan nominal tarik rencana (Rn) dari hasil studi analitis dengan beban ultimit hasil studi eksperimental memiliki perbedaan sebesar 16,48 % dengan hasil eksperimental lebih tinggi. Melalui penelitian ini diharapkan dapat menjadi media pembelajaran untuk mengetahui salah satu jenis kegagalan pada sambungan batang tarik yaitu kegagalan geser baut, memperoleh gambaran perbandingan hasil perhitungan analtis yang mengacu pada standar perencanaan yang berlaku serta hasil pengujian eksperimental di laboratoriu

A microfabricated surface ion trap on a high-finesse optical mirror

A novel approach to optics integration in ion traps is demonstrated based on a surface electrode ion trap that is microfabricated on top of a dielectric mirror. Additional optical losses due to fabrication are found to be as low as 80 ppm for light at 422 nm. The integrated mirror is used to demonstrate light collection from, and imaging of, a single 88 Sr+ ion trapped $169\pm4 \mu$m above the mirror.Comment: 4 pages, 3 figure

Analysis of micromixers and biocidal coatings on water-treatment membranes to minimize biofouling.

Biofouling, the unwanted growth of biofilms on a surface, of water-treatment membranes negatively impacts in desalination and water treatment. With biofouling there is a decrease in permeate production, degradation of permeate water quality, and an increase in energy expenditure due to increased cross-flow pressure needed. To date, a universal successful and cost-effect method for controlling biofouling has not been implemented. The overall goal of the work described in this report was to use high-performance computing to direct polymer, material, and biological research to create the next generation of water-treatment membranes. Both physical (micromixers - UV-curable epoxy traces printed on the surface of a water-treatment membrane that promote chaotic mixing) and chemical (quaternary ammonium groups) modifications of the membranes for the purpose of increasing resistance to biofouling were evaluated. Creation of low-cost, efficient water-treatment membranes helps assure the availability of fresh water for human use, a growing need in both the U. S. and the world

Studi Pengaruh Radius Kelengkungan terhadap Efektifitas Kekangan pada Kolom Persegi dengan Perkuatan FRP

Revised code of earthquake-resistant building design from SNI 1726:2012 to SNI 1726:2019 as a result of changes in the earthquake magnitude that occurred in recent years and developments in earthquake engineering research resulted in many building structural elements should be strengthened, especially on column elements. One of the most adopted strengthening techniques for enhancing the performance of existing RC columns consists of wrapping a member with CFRP (Carbon Fiber Reinforcement Polymer) sheets, inducing a passive confinement action capable of increasing the columns axial strength and displacement capacity. The use of CRFP as strengthening on square columns in existing buildings should consider various factors, including the column corner radius and the width of the strip of FRP required if not using full wrapping. This paper presents the confinement stresses analysis at the different radius of curvature of the square column corner and analyzes the correlation of stress-strain in the cross-section using data from various existing studies. An experimental study will also be done by axial loading test FRP column (100mm x 100mm x 200mm) with several different curvature radii. The results of the axial compression test to the specimens found that the effect of curvature is quite significant for confinement effectiveness at r/b < 0.15. Based on this experiment,  a slight increase of the axial capacity on the column specimens with radius curvature r=0mm and r=10mm ( below r=13mm, the smallest radius allowed by the code). Rectangular concrete columns strengthened by FRP with r/b < 0.15 could not be effective to the confined concrete core due to stress concentration at the corner