Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Integrating cavity quantum electrodynamics and ultracold-atom chips with on-chip dielectric mirrors and temperature stabilization
我们制作了一个原子芯片器件，它结合了冷原子磁捕获电路和适用于单原子强耦合腔QED的高精细度光学谐振腔。在横向尺寸< 100 μ m的微图案化片上平面镜和悬置在芯片上方的曲面镜之间形成精细度F > 2 × 10^5的法布里-珀罗光学谐振器。在原子芯片的模拟操作期间，利用片上电元件和光学元件之间的强且快速的热耦合来稳定伺服带宽超过100 kHz的腔镜分离。
2007-07-02 quant-ph
Atom chips with free-standing two-dimensional electron gases: advantages and challenges
在这项工作中，我们考虑的优势和挑战，使用独立的二维电子气（2DEG）作为原子芯片中的活性成分操纵超冷合奏碱金属原子。我们计算捕获参数实现与典型的高迁移率2DEG在原子芯片配置，并确定该系统的优势，从原子芯片在亚微米的距离捕获原子。我们展示了如何利用原子气体对磁场不均匀性的敏感性来用量子电子器件控制原子，反之，利用原子来探测半导体器件的结构和输运性质。
2017-08-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controlling Stray Electric Fields on an Atom Chip for Rydberg Experiments
处理表面附近里德伯原子的实验必须处理里德伯原子对（杂散）电场的高灵敏度，这些电场通常来自表面上的吸附物。我们展示了一种通过改变吸附物分布来修改和减小杂散电场的方法。我们使用一个里德伯激发激光局部影响吸附偶极子分布。通过调整平均曝光时间，我们改变了强度（在来自芯片的$78\,μ\textrm{m}$处具有小于$0.2\,\textrm{V/cm}$的最小值），甚至改变了垂直场分量的符号。这项技术是一个有用的工具，实验处理表面附近的Ryberg原子，包括原子芯片。
2017-10-15 physics.atom-ph quant-ph
Heating rate and spin flip lifetime due to near field noise in layered superconducting atom chips
我们从理论上研究了被困在分层超导结构附近的原子的近场噪声引起的加热速率和自旋翻转寿命。特别是，我们比较的情况下，金层沉积在超导体的情况下，裸露的超导体。我们研究了一种基于铱和一种基于YBCO的芯片。对于铌和YBCO芯片在4.2 K的温度下，我们发现，金层的沉积可以有一个显着的影响的加热速率和自旋翻转寿命，作为近场噪声的增加的结果。在77 K的芯片温度下，YBCO芯片的这种效应不太明显。
2009-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Optically Tailored Trapping Geometries for Ultracold Atoms on a Type-II Superconducting Chip
超导原子芯片在实现对超冷原子的囚禁结构方面具有非常显著的优势。我们扩展这些优势，进一步发展的能力，动态定制的超导陷阱架构。通过将光学图像转移到超导膜的表面上来加热超导膜的选定部分，我们能够改变电流密度分布并产生所需的捕获电势。这种方法使我们能够改变磁阱的形状和结构，从而在原子电子学中实现多方面的应用。
2019-05-09 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Reply to Comment on 'Spin Decoherence in Superconducting Atom Chips'
这是对“超导原子芯片中的自旋退相干”评论的回复[arXiv：quant-ph/0610095（2006）]。
2006-10-30 quant-ph
Hybrid Trapping of $^{87}$Rb Atoms and Yb$^{+}$ Ions in a Chip-Based Experimental Setup
将激光冷却的囚禁离子和超冷量子气体结合在一个实验装置中的混合量子系统，开辟了一个快速发展的研究领域，包括量子化学、极化子物理、量子信息处理和量子模拟。我们提出了一个完全开发和测试的离子阱芯片，并提出了一个平面芯片陷阱，可以放置在离子阱下面。这种设计基本上解决了混合阱所特有的困难，并且具有良好对准的芯片，其允许独立调整原子阱的深度以及离子的限制和定位。离子阱已成功地测试与线性离子晶体的Yb $^{+}$和中性$^{87}$ Rb也加载到一个mMOT下的离子捕获区域几毫米。
2023-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Atom Chips
原子可以被捕获和引导使用纳米制造的电线在表面上，实现所需的规模量子信息建议。这些原子芯片形成了冷原子的强大和广泛应用的基础，从原子光学到介观物理学的基本问题，以及可能的量子信息系统。
1999-12-23 quant-ph
Quasi-condensate growth on an atom chip
我们讨论并模拟了一个研究原子芯片上准凝聚体生长的实验。特别是，我们认为除了一个深酒窝的弱谐波陷阱限制超冷一维原子玻色气体，低于或接近准凝聚形成的特征温度。随后的动力学主要取决于初始条件和扰动势的形式。在一般情况下，动力学特征的冲击波传播的准冷凝物的组合，准冷凝物从周围的热云的增长。
2006-01-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Microscopic atom optics: from wires to an atom chip
我们给出了一个全面的概述微陷阱的发展，从第一个实验上引导原子使用载流导线在20世纪90年代初的原子芯片上创建一个BEC。
2008-05-16 quant-ph
Atom chip for BEC interferometry
我们已经制作并测试了一个原子芯片，它可以作为一个物质波干涉仪。在这篇文章中，我们描述了通过离子束铣削蒸发到硅衬底上的金来制造芯片。我们目前的数据上的质量的电线，在电流密度，可以达到的电线和形成的磁陷阱的平滑度。我们演示了干涉仪的操作，表明我们可以相干分裂和重组的玻色-爱因斯坦凝聚体具有良好的相稳定性。
2010-02-03 physics.atom-ph quant-ph
Compact chip-scale guided cold atom gyrometers for inertial navigation: Enabling technologies and design study
这项工作回顾了主题的旋转传感与紧凑的冷原子干涉仪。被认为是一组有代表性的紧凑型自由落体冷原子陀螺仪，因为在不同的方面，他们建立了一个旋转测量参考冷引导原子技术。本文首先讨论了与基于原子芯片的紧凑型惯性传感器的一组关键功能构建模块相关的冷引导原子的使能技术。这些功能涉及原子的准确和可再现的定位，以启动测量周期，相干动量转移到原子波包，抑制传播引起的退相干由于潜在的粗糙度，片上检测，和真空动力学，因为它对传感器的稳定性，这是由于测量死区时间的影响。基于现有的使能技术，原子芯片陀螺仪的设计与引导原子的形式化使用的设计情况下，对待设计元素，如指导，制造，比例因子，转速灵敏度，光谱响应，重要的噪声源，和传感器的稳定性。
2019-12-14 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Optical Spectroscopy of Ultracold Atoms on an Atom Chip
我们在实验上演示了原子芯片上磁囚禁原子的光谱。单个被困云的高分辨率光谱在几百毫秒内被记录下来。通过激发原子的光电离和随后的离子检测与通道电子倍增器获得接近单原子水平的检测灵敏度。被捕获的原子云的温度和衰变率可以在几秒钟内实时监测，只有很少的检测损失。该光谱仪可用于超冷原子混合物的研究和原子芯片上的干涉量子传感器的开发。
2008-09-15 quant-ph
A Beam Splitter for Guided Atoms on an Atom Chip
我们设计并实验研究了一种简单的原子分束器，它采用Y形载流导线和偏置磁场。这种分束器和其他类似的设计可以用来构建介观尺度上的原子光学元件，并将它们集成到物质波量子线路中。
2000-03-29 quant-ph
Stability of a trapped atom clock on a chip
我们提出了一个紧凑的原子钟询问超冷87 Rb磁捕获在原子芯片上。很长的相干时间持续自旋自重相使我们能够询问原子过渡与85%的对比度在5秒拉姆齐时间。该时钟在1 s时表现出$5.8\times 10^{-13}$的分数频率稳定性，并且可能在不到一天的时间内集成到$1\times10^{-15}$范围内。对7个噪声源的详细分析解释了测量的频率稳定度。原子温度的波动（0.4 nK的一枪一枪）和偏移磁场的波动（$5\times10^{-6}$的一枪一枪的相对波动）是主要的噪声源，连同本地振荡器，其被30%的占空比降级。分析表明，技术改进将在未来的第二代设置中实施。结果表明，在原子芯片实验中可以达到的技术控制的显着程度。
2015-06-29 physics.atom-ph quant-ph
A simple quantum gate with atom chips
本文提出了一种简单的原子相位门的实现方案，并讨论了在原子芯片上用冷铷原子实现相位门的方法。我们研究了这种碰撞相位门的性能，并表明，具有高保真度的门操作可以实现在磁陷阱，目前可在原子芯片上。
2005-05-27 quant-ph
Optimal preparation of quantum states on an atom chip device
原子芯片为实用的量子技术提供了紧凑而强大的平台。这些系统的任意输入状态的快速和忠实的准备是至关重要的，但代表了一个非常具有挑战性的实验任务。这是特别困难的，当动态演化是嘈杂的，不可避免的设置缺陷，必须考虑。在这里，我们实验制备非常高的小误差的不同内部状态的铷玻色-爱因斯坦凝聚体上实现的原子芯片。作为我们方案的一个可能的应用，我们将其应用于提高原子干涉仪的灵敏度。
2014-05-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A Multi-Path Interferometer on an Atom Chip
冷原子干涉测量法是高精度测量原子量子特性、多体相互作用和引力的有力工具。进一步提高这些器件的灵敏度和降低其复杂性是其应用成功的关键条件。在这里，我们介绍了一个多路径干涉计划，提供了这两个方面的进展。它利用不同塞曼态的玻色-爱因斯坦凝聚体之间的相干耦合产生具有尖锐条纹的干涉信号。我们将这样的干涉仪实现为一种紧凑、易于使用的原子芯片设备，从而为测量光原子和表面原子相互作用提供了一种替代方法。
2011-11-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
High momentum splitting of matter-waves by an atom chip field gradient beam-splitter
将物质波分裂成空间分离态的叠加是研究量子力学和其他理论的基本原理的基本工具，也是许多技术应用的基石。我们报道了一种基于磁场梯度的原子芯片上的物质波分束器的实现，该分束器可用于在玻色-爱因斯坦凝聚体或热态下自由传播或捕获原子。它具有广泛的动态范围的动量传递和操作时间。超过0.5 m/s的速度差可以在几微秒内实现。分束器可以实现广泛的应用，例如，多体纠缠和退相过程的基础研究，探测附近固体的经典和量子性质，以及在芯片尺度上的旋转、加速度和重力的计量。
2012-11-01 physics.atom-ph quant-ph
Realization of a chip-based hybrid trapping setup for $^{87}$Rb atoms and Yb$^{+}$ Ion crystals
本文提出并验证了一种集成平面原子芯片阱的离子阱芯片，实现了Yb$^{+}$离子晶体和$^{87}$Rb原子的混合囚禁，解决了原子-离子混合阱中的对准与独立调控难题。
2024-01-05 physics.atom-ph quant-ph
Progress in atom chips and the integration of optical microcavities
我们回顾了冷物质中心在开发原子芯片方面的最新进展。在芯片上形成原子陷阱的一个重要优点是可以获得非常紧密的陷阱结构，具有在微米长度尺度上操纵原子的能力。我们回顾了一些优点和缺点，使原子接近芯片表面，需要以使小的静态结构，我们讨论了金属，电介质和超导芯片表面的相对优点。我们指出，在芯片上添加集成光学器件可以通过单原子探测和受控光子产生来增强其能力。最后，我们回顾了最近在我们中心展示的集成微腔的现状，并讨论了其未来发展的前景。
2008-02-07 quant-ph
Atom-Chip Compatible Optical Lattice
本文提出一种在原子芯片表面附近形成各向同性三维阱的相位稳定光晶格构型，并在实验中实现该光晶格，利用简并拉曼边带冷却将8000万个原子冷却至1.1 $μ$K。
2025-07-11 quant-ph
Effect of vortices on the spin-flip lifetime of atoms in superconducting atom-chips
在超导原子芯片的背景下，我们从理论上研究了在II型超导表面附近的磁囚禁原子的寿命。我们占的磁噪声产生的云位置的超导体中存在的涡流，并给出具体的结果，我们的实验使用铌膜。我们的主要结果是，原子的损失占主导地位的涡旋的存在。然而，它们仍然比使用普通金属的等效室温原子芯片装置小得多。
2009-07-21 quant-ph
Atom chip based generation of entanglement for quantum metrology
原子芯片为超冷原子气体的实验提供了一个多功能的“微芯片量子实验室”。它们已被用于各种主题的实验，如低维量子气体，腔量子电动力学，原子表面相互作用，以及基于芯片的原子钟和干涉仪。然而，原子芯片的一个严重限制是，迄今为止，控制原子相互作用和产生纠缠的技术还没有实验可用。这些技术使得基于芯片的纠缠多体系统的研究成为可能，并且是原子芯片在量子模拟、量子信息处理和量子精密测量中应用的关键先决条件。在这里，我们报告的实验中，我们产生的多粒子纠缠的原子芯片通过控制弹性碰撞相互作用与状态相关的潜力。我们用这种方法制备了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋压缩态，并证明了它们对量子精密测量是有用的。所观察到的3.7 dB的自旋噪声降低结合自旋相干意味着凝聚体原子之间的四方纠缠，可以用来提高2.5 dB的标准量子限制的干涉测量。我们的数据显示出良好的协议与动力学多模模拟，并允许我们重建的维格纳函数的自旋压缩凝聚。这里所展示的技术可以直接应用于目前正在建立的基于芯片的原子钟。
2010-03-08 quant-ph
Fast manipulation of Bose-Einstein condensates with an atom chip
我们提出了一个详细的理论分析的实施捷径到绝热协议的快速传输中性原子与原子芯片。我们的目标是工程师运输坡道的持续时间不超过几百毫秒，提供计量相关的输入状态的原子传感器。借助经典动力学和量子动力学的数值模拟，我们研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在具有真实非谐囚禁的原子芯片中的行为。我们详细介绍了在几毫米的大距离，即距离1000倍以上的原子云的大小的快速和受控运输的实施。随后的优化释放和准直步骤表明，我们的运输方法产生的量子气体的膨胀速度在皮开尔文制度合奏的能力。这个过程的性能进行了分析，反映在残留的质心和尺寸振荡的凝聚体的集体激发。我们进一步评估的鲁棒性的协议对实验的缺陷。
2017-12-13 physics.atom-ph quant-ph
Using graphene conductors to enhance the functionality of atom-chips
我们表明，原子芯片的性能和功能可以通过使用石墨烯为基础的范德华异质结构，以克服目前的局限性的被困原子云的寿命和其接近芯片表面。我们的分析涉及格林函数计算的热（约翰逊）噪声和Casimir-Polder原子-表面的吸引力所产生的原子芯片。这使我们能够确定自旋翻转，隧穿和三体碰撞损失产生的寿命限制。与使用厚金属导体和衬底的原子芯片相比，基于二维材料的原子芯片结构将可达到的最小原子表面分离减小到几百nm，并将被捕获的原子云的寿命增加几个数量级，使得它们仅受背景真空质量的限制。我们预测，原子芯片与二维导体也将减少空间波动的捕获电位起源于导体图案中的缺陷。这些优点将提高原子芯片的性能，用于量子传感应用和复杂量子系统的基础研究。
2021-05-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Compact detector for atom-atom correlations on an atom chip
本文提出一种用于原子芯片上里德伯原子的紧凑型电离探测器，结合静电透镜与通道电子倍增器阵列实现态选择性和空间分辨测量，可用于量子比特关联探测和腔介导量子门。
2025-07-04 physics.atom-ph quant-ph
Realization of a superconducting atom chip
我们将铷原子囚禁在液氦温度下运行的超导原子芯片产生的磁场中。在离芯片表面440 $μ$ m处的Ioffe-Pritchard阱中保持高达$8.2\cdot 10^5$原子，温度为40 $μ$ K。在低原子密度下，陷阱寿命达到115 s.这些结果为探索超导环境中的原子-表面相互作用和相干原子输运开辟了道路，超导环境的性质与室温下的正常金属完全不同。
2006-10-09 quant-ph
Calibration of a single atom detector for atomic micro chips
我们实验研究了一种探测被磁囚禁在原子芯片上的单原子的方案。该检测器基于原子的光致电离和随后对所产生的离子的检测。我们描述的离子检测器的特性，强调其校准通过相关的离子与同时产生的电子。测量的探测效率为47.8%（± 2.6%），这对于单原子探测是有用的，并且接近允许具有亚泊松不确定性的原子计数的极限。
2007-02-13 quant-ph
Towards quantum computing with single atoms and optical cavities on atom chips
我们报告的最新进展，在集成的光学微谐振器到原子芯片，并描述了一些制造和实施的挑战。我们还回顾了基于观察光子通过腔镜泄漏的单原子量子计算的理论建议。使用测量来产生纠缠可以产生更简单、更鲁棒和可扩展的量子计算架构。事实上，我们表明，量子计算与原子腔系统是可行的，即使在存在相对较大的自发衰变率和有限的光子探测器效率。
2006-07-27 quant-ph
Atom Chip for Transporting and Merging Magnetically Trapped Atom Clouds
我们展示了一个集成的磁性“原子芯片”，它可以以非常高的定位精度在表面附近传输冷的被困原子。光刻导体图案中与时间相关的电流创建了一个移动的磁势阱链;原子在这些势阱中传输，同时保持在所有三个维度上的限制。我们实现了高达10^6 /s的通量，加热速率可以忽略不计。这种“原子传送带”的延伸允许通过统一两个Ioffe-Pritchard势来合并磁捕获的原子云。在合适的条件下，云合并而不损失相空间密度。我们证明了这个统一过程的实验。
2000-08-25 quant-ph
Fundamental Limits for Coherent Manipulation on Atom Chips
中性原子的相干操纵与制造的固态设备，所谓的“原子芯片”的限制，得到解决。具体来说，我们研究了占主导地位的退相干机制，这是由于来自原子芯片表面的磁噪声。结果表明，在散粒噪声水平的芯片线的波动的贡献是不可忽略的。我们估计的相干时间，并讨论如何增加它们。我们的主要结论是，未来的进步应该允许相干时间长达一秒，距离表面几微米。
2002-12-17 quant-ph
Trapping potentials and quantum gates for microwave-dressed Rydberg atoms on an atom chip
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Center for Quantum Science and Technologies, FORTH（量子科学与技术中心，FORTH）；University of Crete（克里特大学）；German Research Center for Artificial Intelligence（德国人工智能研究中心）；Eberhard Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学）
通过微波场调控瑞利原子的电偶极矩，实现捕获势和量子门操作，用于原子芯片上的量子计算。
2026-01-28 physics.atom-ph quant-ph
Exploring surface interactions with atom chips
我们回顾了原子-表面相互作用领域的现状，重点是原子芯片特有的制度。在理论和实验的最新进展突出。特别是，原子-表面相互作用定义了小型化和相干操作的物理限制。这意味着在量子信息处理或物质波干涉测量中的应用的限制。我们专注于真空涨落（范德华力和Casimir-Polder力）引起的原子-表面相互作用势，以及热激发磁场近场引起的原子量子态之间的跃迁。公开的问题和当前的挑战概述。
2005-12-06 quant-ph
Grating chips for quantum technologies
我们已经在微制造光栅磁光阱（GMOT）中将3 $\times10^6$ $^{87}$ Rb原子激光冷却到3 $μ$ K，从而使未来在高精度紧凑型量子传感器中的大规模部署成为可能。我们用磁方法捕获原子，并利用原子样品附近的拉莫尔自旋旋进进行磁传感。最后，我们展示了一个阵列的磁光陷阱与一个单一的激光束，这将用于未来的冷原子梯度。
2017-02-14 physics.atom-ph quant-ph
Microtrap arrays on magnetic film atom chips for quantum information science
我们提出了两种不同的策略，发展一个量子信息科学平台的基础上，我们的实验结果与磁膜原子芯片上的磁性微陷阱阵列。第一种策略的目标是在~5 μm周期的晶格中的介观系综量子比特，这样量子比特可以单独寻址，相互作用可以通过里德伯激发来介导。第二种策略的目标是使用~100 nm周期的亚光晶格的直接量子模拟器。这将允许实现凝聚态激发的量子多体系统，如新参数体系中的哈伯德模型。这两种方法提出了相当不同的问题，其中一些是确定和讨论。
2011-04-15 physics.atom-ph quant-ph
Prospects for fast Rydberg gates on an atom chip
原子芯片是一个有前途的候选人，为量子信息处理提供了一个通用的一组门可以实现高保真度的可扩展架构。实现普适性的困难部分是纠缠的双量子比特门。我们考虑一个里德堡相位门的两个原子被困在一个芯片上，并采用最优控制理论找到最短的门，仍然产生一个合理的门误差。我们的参数对应于尚未达到里德堡封锁制度的情况。我们讨论了自发发射的作用和来自芯片表面的噪声对处于里德伯态的原子的影响。
2011-04-14 quant-ph
Geometric Manipulation of Ensembles of Atoms on Atom Chip for Quantum Computation
提出了一种基于原子系综几何操纵实现量子计算的可行方案，并对磁囚禁在原子芯片上平凹微腔中的中性铷原子进行了分析。几何操作是通过在恒定电场中光激发单个原子到里德伯态来完成的。强的偶极-偶极相互作用和入射激光驱动原子系综的暗态进行循环演化，实现了一组通用的量子门。这样的几何操作自然地变成保护量子比特免受由非均匀激光照射以及腔损耗引起的误差。通过数值模拟评估了门的性能和退相干过程。
2011-09-23 quant-ph
Controllable Asymmetric Matter-wave Beam Splitter and Ring Potential on an Atom Chip
利用射频修整技术在玻色-爱因斯坦凝聚体原子芯片上制作了非对称物质波分束器和环形势。通过施加射频场平行于量子化轴附近的静态陷阱的最小值添加到垂直的射频场，通用的可控性的潜力实现。射频感应双井的不对称性被操纵，而每个井沿水平和垂直方向没有可辨别的位移。通过补偿重力梯度和非均匀耦合强度，在原子芯片上形成各向同性环势。此外，BEC沿环几何形状的位置和旋转速度分别由RF场之间的相对相位和频率差控制。
2015-06-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent manipulation of Bose-Einstein condensates with state-dependent microwave potentials on an atom chip
基于纠缠的技术，如量子信息处理、量子模拟和量子增强计量学，有可能彻底改变我们的计算和测量方式，并有助于澄清纠缠本身令人困惑的概念。原子芯片上的超冷原子在实现上具有吸引力，因为它们以紧凑、稳健和可扩展的设置提供对量子系统的控制。这个系统中的一个重要工具是依赖于内部原子状态的势。相干动力学在这种潜力结合碰撞相互作用允许纠缠产生的单个原子和合奏。在这里，我们展示了相干操纵玻色凝聚原子在这样一个潜在的，产生在一个新的方式与微波近场的原子芯片。我们实现了原子内态和运动态的可逆纠缠，实现了具有内态标记的囚禁原子干涉仪。我们的系统提供了对介观凝聚体中碰撞的控制，为片上产生多粒子纠缠和量子增强计量学与自旋压缩态铺平了道路。
2010-09-13 quant-ph
On-chip quantum tomography of mechanical nano-scale oscillators with guided Rydberg atoms
纳米机械振荡器以及微加工芯片表面上的里德伯原子波导有望成为未来量子技术的支柱。在一个混合平台与两者，我们表明，在波导中的里德伯原子的光束可以量子相干询问和操纵纳米机械元件，允许充分的量子态断层扫描。断层扫描的核心是使用里德伯原子作为探针的量子非破坏测量。通过在原子与振荡器相互作用时用外场驱动原子，也可以实现振荡器的量子相干位移。我们数值证明了这种完全集成的片上控制和读出套件的量子纳米力学的可行性，考虑到噪声和误差源。
2017-03-31 quant-ph
Trapping ultracold gases near cryogenic materials with rapid reconfigurability
我们展示了一种新的原子芯片捕获系统，它允许放置和高分辨率成像的超冷原子在微米范围内的任何<100微米薄，超高压兼容的材料，同时也允许样品交换与最小的实验停机时间。样品不连接到原子芯片，允许快速交换而不干扰原子芯片或激光冷却装置。样品的交换和原子的重新捕获在一周内完成，仅受室烘烤的限制。此外，样品和原子芯片的解耦提供了独立地调节样品温度及其相对于捕获的超冷气体的位置的能力，所述捕获的超冷气体本身可以保持在高分辨率成像系统的焦点中。作为这个新系统的第一个演示，我们将8x10^4个87 Rb原子的700 nK云限制在100 μ m厚的金镜面硅衬底的100 μ m内。在不使用热屏蔽的情况下将衬底冷却至35K，而120 μ m远的原子芯片保持在室温下。原子可以每16秒成像并重新捕获，从而允许快速数据收集。
2013-11-08 physics.atom-ph quant-ph
A time-orbiting potential chip trap for cold atoms
提出一种基于时间轨道势技术的原子芯片阱设计，采用交叉线图案和旋转偏置场，实现近球对称阱，便于装载并支持重力梯度，可绝热转化为二维引导。
2023-04-12 quant-ph
Reduction of Magnetic Noise in Atom Chips by Material Optimization
我们讨论了金属丝中材料类型对原子芯片表面附近磁微阱中电磁涨落的贡献。我们表明，显着减少的磁噪声可以实现通过取代纯贵金属丝与它们的稀合金。合金成分提供了额外的自由度，如果原子芯片被冷却，该自由度使得能够控制磁噪声和电阻率两者的降低。此外，我们提供了一个仔细的重新分析Yu-Ju Lin等人观察到的磁致陷阱损失[Phys. Rev. Lett. 92，050404（2004）]，并发现与改进的理论很好的一致。
2005-06-05 quant-ph
Quantum state reconstruction on Atom-Chips
我们实现了一个原子芯片上的一个实用的，实验要求不高，层析重建算法依赖于时间分辨测量原子内部状态之间的原子布居分布。更具体地说，我们估计的状态密度矩阵，以及在我们的系统中存在的失相噪声假设完全的知识的哈密顿演化。所提出的方案是基于常规进行的测量和建立的实验程序，从而提供了一个简化的方法，量子技术的应用。
2015-04-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Manipulation and coherence of ultra-cold atoms on a superconducting atom chip
量子系统的相干性对量子信息处理至关重要。虽然已经证明超导量子比特可以以微电子速率处理量子信息，但是在这些系统中保持信息的相干性以及因此的量子特性仍然是一个挑战。另一种方法是在不同的量子平台之间共享任务，例如冷原子存储由超导电路处理的量子信息。在我们的实验中，我们描述了磁囚禁在超导原子芯片上的~（87）Rb原子的叠加态的相干性。我们将原子加载到一个设计在非共振共面谐振器附近的持续电流阱中，观察到超精细基态的相干性保持了几秒钟。我们证明了在超导界面上可以制备和操纵温度低于350 nK的100万个热原子的大系综和具有3.5 × 10^5个原子的纯玻色-爱因斯坦凝聚体。这开辟了通往强集体耦合制度的丰富动力学的道路。
2013-02-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Theoretical analysis of the implementation of a quantum phase gate with neutral atoms on atom chips
我们提出了一个详细的，现实的分析的建议的实施的量子相位门的基础上原子的振动状态，专门用于中性铷原子的原子芯片。我们展示了如何创建一个双势阱与原子芯片上的静态电流，使用与目前的技术实现的所有相关参数值。两个阱之间的势垒可以通过改变电流来修改，以便实现以原子外部自由度编码的量子比特状态的量子相位门。通过数值模拟分析了该门的性能，运算时间约为10 ms，性能保真度在99.9%以上。为了存储操作之间的状态，量子比特状态可以通过拉曼跃迁有效地转移到两个超精细状态，其中其退相干被强烈抑制。此外，我们讨论的限制所施加的接近表面的栅极保真度。
2006-03-15 quant-ph
An integrated atom array -- nanophotonic chip platform with background-free imaging
提出一种结合64个光镊原子阵列与含100多个纳米光子器件的毫米级芯片的集成架构，利用多色激发检测方案在靠近器件处实现99.2%高保真无背景成像，并验证了无缺陷阵列的加载与重排。
2023-11-03 physics.atom-ph quant-ph
The effect of self-affine fractal roughness of wires on atom chips
原子芯片利用电流在光刻图案化的导线中流动，为原子产生微观磁阱。被囚禁的冷原子云的密度分布揭示了囚禁势的无序性，这是由导线中的曲折电流引起的。线材边缘的粗糙度通常是导致这种现象的主要原因。在这里，我们指出，微加工线的边缘通常表现出自仿射粗糙度。我们调查的后果，这在原子陷阱的无序。特别是，我们考虑如何密切的陷阱可以接近电线时，有一个最大允许强度的混乱。我们评论粗糙度在未来的原子-表面相互作用实验中的作用。
2007-03-14 quant-ph
Using adiabatic coupling techniques in atom-chip waveguide structures
绝热技术是多能级电子系统中用于高保真度地在不同状态之间转移布居数的公知工具。最近人们意识到，这些想法也可以用于超冷原子系统，以实现原子质心态的相干操纵。在这里，我们提出了一个现实的设置，使用三个原子波导创建的原子芯片上的调查，并表明这样的系统在实验中观察绝热现象具有很大的潜力。
2010-01-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Material Science for Quantum Computing with Atom Chips
在其最一般的形式中，原子芯片是一种装置，其中中性或带电粒子位于芯片表面附近的隔离环境中，例如真空（或甚至碳固态晶格）。然后，芯片可以用于以高度受控的方式与量子态相互作用。我概述了材料科学的重要性，量子计算（QC）与原子芯片，后者可能会被用于许多，如果不是全部，建议的实施QC。材料科学对于增强与量子系统的控制耦合以进行制备和操纵以及测量，以及对于抑制通过静态和动态效应（例如潜在的波纹和噪声）引起低保真度的不受控制的耦合都是重要的。作为一个案例研究，中性基态原子的原子芯片进行了分析，它表明，纳米线将允许更多的$10^4$门操作时，考虑自旋翻转和退相干。分析了制造缺陷和Casimir-Polder力的影响。此外，载流导线的替代方法进行了简要描述。最后，什么材料和几何形状可能需要的前景，以及进一步研究的方向纲要。
2011-09-12 quant-ph
Towards single-atom detection on a chip
我们研究的光学检测的单原子在一个微观原子陷阱靠近表面举行。激光通过光纤或光学微结构经由原子被引导到光电探测器。我们的研究结果表明，与目前的技术，微腔可以建立在原子周围具有足够高的精细度，允许明确的检测一个单一的原子在陷阱与10 $μ$ s的集成。我们比较了共振和非共振检测方案，我们讨论了检测原子，而不会导致它经历自发发射的要求。
2002-10-11 quant-ph
Efficiently-coupled microring circuit for on-chip cavity QED with trapped atoms
我们提出了一个完整的制作研究的一个有效的耦合微波光路量身定制的腔量子电动力学（QED）与囚禁原子。这种微结构制作在透明薄膜上，在宽频带内具有高的真空光纤边缘耦合效率。此外，总线波导滑轮耦合器实现了在两个铯D线频率下与微环的临界耦合，而在铯“魔术”波长下实现了高耦合效率，用于在微环上方创建双色倏逝场陷阱的晶格。所提出的平台有望实现一个强大的原子-纳米光子混合量子器件。
2020-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
