Roughness with a finite correlation length in the Microtrap
分析了载流微导线边缘几何起伏引起的粗糙度对载流微导线产生的磁场大小的影响。当考虑有限关联长度的色噪声时，原子俘获势的涨落与原子在金属丝上方的高度之间的关系与实验数据吻合得很好。在此基础上，通过求解Gross-Pitaevskii方程，生成了BEC原子的随机势，得到了BEC原子的密度分布，与实验图像吻合较好，尤其是在碎裂数方面。这一结果有助于我们进一步理解涨落的本质，并预测其在精密测量中的可能应用。
2010-03-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Sub-micron period lattice structures of magnetic microtraps for ultracold atoms on an atom chip
我们报道了磁性纳米结构的设计、制造和表征，以产生用于捕获超冷原子的具有亚微米周期的磁阱晶格。这些磁性纳米结构的制作通过图案化的Co/Pd多层磁性薄膜生长在硅衬底上，使用高精度电子束光刻和反应离子刻蚀。选择Co/Pd薄膜是因为其晶粒尺寸小，具有高的剩磁和矫顽力。所制造的结构被设计成磁性地捕获$^{87}$ Rb原子在具有1D和2D（三角形和正方形）晶格几何形状和亚微米周期的磁性膜的表面上方。这种磁晶格可用于量子隧穿和量子模拟实验，包括使用可能无法用光晶格访问的几何形状和周期。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Observation of a Topological Berry Phase with a Single Phonon in an Ion Microtrap Array
通过精确控制二维离子阵列中的离子运动，研究单声子的拓扑伯瑞相及其在多体效应中的应用。
2025-12-14 physics.atom-ph quant-ph
One dimensional lattice of permanent magnetic microtraps for ultracold atoms on an atom chip
报道了在原子芯片上制作的周期为10微米的一维永磁晶格中超冷原子的加载和捕获。产生磁晶格势的凹槽结构被制造在硅衬底上，并涂覆有有效厚度为960 nm的垂直磁化的多层TbGdFeCo/Cr膜。超冷原子在Z线磁阱中被蒸发冷却，然后通过施加适当的偏置场被热转移到磁晶格势。在我们的实验条件下的陷阱频率高达90 kHz的磁晶格中的测量和原子被困在距离小于5微米的表面与测量寿命约450 ms。这些结果是重要的背景下的中性原子的量子相干性的研究在原子芯片上的周期性磁势。
2008-01-04 physics.atom-ph
Single qubit manipulation in a microfabricated surface electrode ion trap
我们在硅衬底上微制造的表面陷阱中捕获单个$^{171}$ Yb $^+$离子，并展示了一套完整的高保真单量子比特操作的超精细量子比特。在没有激光冷却的情况下超过20分钟的捕获时间和低至0.8（0.1）量子/ms的加热速率表明这些微阱中的稳定捕获条件。实验结果表明，相干时间超过1秒，量子比特状态检测精度高，单量子比特旋转。
2013-08-09 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic lattices for ultracold atoms
本文综述了我们实验室的磁晶格的发展，磁晶格由图案化的磁性薄膜产生的磁性微陷阱的周期性阵列来捕获周期性阵列的超冷原子。最近的成就包括：在10微米周期的一维磁晶格中实现了多重玻色-爱因斯坦凝聚体;制作了适用于量子隧穿实验的亚微米周期正方形和三角形磁晶格结构;在亚微米周期三角形磁晶格中捕获了超冷原子;以及使用长程相互作用里德伯原子来实现大间距磁晶格中的位置之间的自旋-自旋相互作用的提议。
2019-06-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
In vacuum metasurface for optical microtrap array
本文提出用芯片级多功能超表面在真空中生成3×3静态光镊阵列，替代米级体光学元件，实现原子系综稳定捕获，并探讨低散射与双波长独立控制策略，推动紧凑便携量子器件发展。
2025-05-23 physics.atom-ph physics.optics
Robust Digital Holography For Ultracold Atom Trapping
我们制定并实验验证了一种改进的算法，用于设计任意二维超冷原子全息陷阱。我们的方法建立在最好的以前可用的算法，MRAF，并在两个方面进行了改进。首先，它允许创建具有良好定义的背景势的全息原子陷阱。第二，我们的实验表明，对于创建免费的边缘文物的陷阱电位，重要的是要超越傅立叶近似建模光传播。为此，我们将充分亥姆霍兹传播到我们的计算。
2012-10-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Trapped atoms and superradiance on an integrated nanophotonic microring circuit
研究实现了在集成纳米光子微环电路上囚禁多达70个冷原子，利用简并拉曼边带冷却获得近700ms寿命，并观察到原子向回音壁模式的超辐射衰变，为量子应用提供了可扩展途径。
2024-06-21 physics.atom-ph quant-ph
Holographic generation of micro-trap arrays for single atoms
我们利用全息技术和可编程液晶空间光调制器，制备了中性原子的多个微米级光学偶极阱。该设置允许每个陷阱存储单个原子，以及对各个捕获位点进行寻址和操作。
2004-02-03 physics.atom-ph quant-ph
Ultra high densities of cold atoms in a holographically controlled dark SPOT trap
我们证明了一个原子陷阱的几何形状为87 Rb，这是能够产生超高的原子密度。在暗自发力光阱（暗SPOT）中，通过保护原子不受强捕获光的影响，可以避免通常限制高密度的再辐射力。在这里，我们展示了一个动态的暗SPOT实现，导致原子密度增加了近两个数量级，高达1.3x10^12cm-3。全息控制的捕获光束和MOT和暗SPOT配置之间的动态切换，使我们能够优化捕获的几何形状。我们已经确定暗核的理想尺寸是MOT的六倍。我们的方法还避免了不必要的加热，使我们达到了MOT的相空间密度的记录。
2013-08-21 physics.atom-ph
Three-dimensional trapping of individual Rydberg atoms in ponderomotive bottle beam traps
我们演示了单个里德伯原子在全息光瓶阱中的三维囚禁。从标准光镊中的冷基态$^{87}$ Rb原子开始，我们将它们激发到$nS_{1/2}$、$nP_{1/2}$或$nD_{3/2}$里德堡态，并将它们转移到850 nm的空心阱中。对于主量子数$60 \leqslant n \leqslant 90$，在300 K环境下，测量的俘获时间与里德伯态寿命相吻合.我们表明，这些陷阱是兼容的量子信息和模拟任务，通过执行单量子比特微波拉比跳，以及通过测量的相互作用引起的，相干的自旋交换动力学之间的两个被困里德伯原子分离40 $μ$ m。这些结果将在实现高保真度的量子模拟和使用里德伯原子的量子逻辑运算中得到应用。
2019-08-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Microfabrication techniques for trapped ion quantum information processing
量子力学原理可以用来处理信息（QIP）。在一种方法中，被捕获的激光冷却离子量子位（两级量子系统）的线性阵列被限制在分段的多区电极结构中。QIP的离子阱方法需要在具有许多捕获区的电极结构中捕获和控制许多离子。我研究了用于捕获、传输和耦合大量离子的结构的微加工。使用24Mg+ I证明了在由硼掺杂硅制成的微陷阱中的区域之间的加载和运输。本文介绍了离子阱的基本原理、适用于QIP工作的硅基阱的特性以及用于离子阱的装置和阱的特性。微加工指示适合非专家包括在内。测量了离子运动加热。<<>>使用MEMS技术，我建立了一个硅微机械振荡器，并演示了一种方法，以减少其最低阶的机械模式的动能，通过电容耦合到一个驱动的射频（RF）振荡器。冷却由RF电容力引起，相对于悬臂运动相移。通过将7kHz基模从室温冷却到45K来证明该技术。<<>>我还讨论了使用三个铍离子量子比特的半经典量子傅里叶变换（QFT）的实现。QFT是许多量子算法中的关键步骤，包括Shor算法，一种整数因式分解的量子方法，比已知最快的经典因式分解算法快指数。该演示结合了QIP的可扩展离子阱架构的关键要素。
2010-08-12 physics.atom-ph quant-ph
Extracting Atoms on Demand with Lasers
我们提出了一个方案，允许相干提取冷原子从水库中的确定性的方式。这种转移是通过辐射脉冲耦合两个原子态来实现的，这两个原子态是不同捕获条件的对象。提出了一种特殊的实现，其中一个状态具有零磁矩，并由偶极陷阱限制，而具有非零磁矩的其他状态由陡峭的微陷阱电位限制。我们表明，在这种设置中，预定数量的原子可以从一个水库，一个玻色-爱因斯坦凝聚体，到集体量子态的陡峭的陷阱，在目前的实验参数制度的高效率。
2004-12-23 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Trapping of Single Atoms in Metasurface Optical Tweezer Arrays
Columbia University（哥伦比亚大学）
本研究展示了通过全息超材料生成的光学镊阵列，实现了超过1000个锶原子的捕获，具有高均匀性和任意几何排列能力，为大规模量子应用提供支持。
2025-08-11 cond-mat.quant-gas physics.app-ph physics.atom-ph
Single-atom trapping and transport in DMD-controlled optical tweezers
我们演示了可重构光镊阵列中单个中性原子的捕获和操纵。我们的方法提供了无与伦比的速度，通过使用德州仪器数字微镜器件（DMD）作为全息振幅调制器，帧速率为每秒20，000。我们展示了多达20个原子的静态阵列的捕获，以及在激光冷却和没有激光冷却的情况下在25μm和4μm的距离上单个选择的原子的输运。我们讨论了技术的局限性和技术改进的范围。
2017-08-22 physics.atom-ph
Feedback-enhanced algorithm for aberration correction of holographic atom traps
我们表明，相位的空间光调制器可以用来产生非平凡的光分布，适合于捕获超冷原子，当全息图计算包括在一个简单的和强大的反馈回路，纠正不完善的设备响应和光学像差。这种校正将目标和实验光分布之间的差异降低到百分之几的水平（RMS误差）。我们证明了这种算法的通用性，将其应用到各种目标光分布的相关冷原子物理学。
2014-09-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
A conjugate gradient minimisation approach to generating holographic traps for ultracold atoms
成本函数的直接最小化原则上可以为计算全息图生成提供通用且高度可控的途径。然而，迄今为止，迭代傅立叶变换算法已被主要使用。在这里，我们表明，精心设计的成本函数，结合数值有效的共轭梯度最小化，建立了一个实用的方法，为广泛的目标光分布的全息图的生成。这导致在一个指导优化过程中，与一个至关重要的优势，说明了在全息图计算过程中规避光学涡旋形成的能力。我们演示了离散和连续强度分布的共轭梯度法的实现，并讨论了其适用于超冷原子的光学捕获。
2014-08-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Holographic optical traps for atom-based topological Kondo devices
拓扑近藤（TK）模型是在固态量子器件中提出的一种在可控环境下实现非费米液体行为的方法。TK模型提议背后的另一个动机是证明马约拉纳费米子的量子动力学性质的需求，这是它们在拓扑量子计算中潜在用途的核心。在这里，我们考虑交叉Tonks-Girardeau气体安排在一个星的几何形状（形成一个Y -结）的交界处，我们执行这个系统的理论分析表明，它提供了一个物理实现的拓扑近藤模型领域的冷原子系统。利用计算全息技术，我们在实验上实现了一种适用于原子俘获的Y结，其参数可控且独立。的结和原子波导的横向尺寸为5微米的顺序，导致有利的估计近藤温度和跨结的耦合。由于我们的研究结果表明，所有需要的理论和实验成分是可用的，这提供了一个超冷原子设备，可能在原则上表现出拓扑近藤效应的演示。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
In situ single-atom array synthesis by dynamic holographic optical tweezers
光对原子的冷却和捕获使人们能够在单原子水平上建立和操纵量子系统。这种自下而上的方法成为可扩展和高度可控的量子系统的迷人挑战之一，例如，一个大规模的量子信息机器。它们的实现需要关键的预处理：可扩展性，站点可扩展性和可靠的单原子加载到站点中。广泛采用的方法满足前两个条件相对较好，但最后一个条件，填充单个原子到个别网站，主要依赖于概率加载，这意味着加载一个预定义的一组原子在给定的位置将受到指数阻碍。有两种方法可以解决这个问题：提高单原子的装载效率和将大量的原子重新定位到未填充的位置。实现重新定位直接关系到有多少原子可以以设计者的方式运输。在这里，我们展示了一个动态的全息单原子镊子与前所未有的自由度为2N。在用冷铷原子进行的原理验证实验中，成功地进行了N=9个单原子的同时重排。该方法可进一步应用于确定性N单原子加载、相干输运和受控碰撞。
2016-02-18 physics.atom-ph physics.optics
High-Resolution Imaging and Optical Control of Bose-Einstein Condensates in an Atom Chip Magnetic Trap
利用硅玻璃复合原子芯片实现了一种高分辨率超冷原子投影成像系统。原子芯片被金属化以实现磁捕获，而玻璃区域使得能够对驻留在芯片表面下方约100微米的磁阱中的原子进行高数值孔径光学访问。原子芯片作为真空系统的一面墙，这使得商业显微镜组件能够用于投影和成像。全息产生的光图案被用来将雪茄形的磁阱光学切片成单独的区域;这已经被用来同时产生多达四个玻色凝聚体。使用荧光技术，我们已经证明了在陷阱成像分辨率下降到2.5微米
2012-08-24 physics.atom-ph quant-ph
