Extending rotational coherence of interacting polar molecules in a spin-decoupled magic trap
在极性分子中转动态的叠加诱导了强的长程偶极相互作用。在这里，我们扩展了近一个数量级的旋转相干性的8.7（6）毫秒在极性$^{23}$ Na $^{40}$ K分子的稀释气体中的光阱。我们展示了自旋解耦的魔术陷阱，它取消了一阶和减少二阶微分光位移。后者是通过一个直流电场来实现的，该直流电场使核自旋、旋转和俘获光场相互作用。我们观察到密度依赖的相干时间，这可以解释为偶极相互作用在散装气体。
2018-12-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Elliptical polarization for molecular Stark shift compensation in deep optical traps
在光偶极阱中，分子的激发转动态可能经历与基态非常不同的光位移。对于具有两个极化率分量（平行和垂直）的颗粒，例如线性$^1Σ$分子，可以通过选择椭圆极化来使差分位移为零。当偏振矢量的一个分量是$\pm i\sqrt{2}$乘以正交分量时，激发旋转态的子能级的光位移在高光强下接近基态的光位移。在这种情况下，波动的陷阱强度不需要限制基态和激发转动态之间的相干性。
2018-06-29 physics.atom-ph
Parity-Doublet Coherence Times in Optically Trapped Polyatomic Molecules
Harvard University（哈佛大学）；Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms（哈佛-麻省理工学院超冷原子中心）
本研究通过光学囚禁CaOH分子，实现了ℓ型偶极子双态态的相干时间测量，展示了其在量子科学中的应用潜力。
2026-02-19 physics.atom-ph
Extended rotational coherence of polar molecules in an elliptically polarized trap
本研究通过将光阱偏振改为特定“魔”椭圆率，大幅降低NaCs分子的微分光移，实现了超长转动相干时间，远超共振偶极-偶极纠缠门的时长需求。
2023-06-12 physics.atom-ph quant-ph
Rotational dynamics of a diatomic molecular ion in a Paul trap
我们提出了一个异质双原子分子离子的模型在一个刚性转子近似的线性保罗陷阱，一个纯粹的经典，其他的质心运动被视为经典，而旋转运动是量化的。我们研究了在离子的永久偶极矩和俘获电场之间存在耦合时的转动动力学及其对质心运动的影响。我们表明，永久偶极矩的存在影响的离子的轨迹，并且它离开的马修方程的解决方案，发现原子离子。对于量子转动的情况，我们也证明了上述耦合对离子转动态的影响。
2015-11-12 physics.atom-ph physics.chem-ph
Rotational state detection of electrically trapped polyatomic molecules
当诸如共振增强多光子电离（REMPI）或激光诱导荧光（LIF）等标准技术不起作用时，检测极性分子的内部状态是一个重大挑战。由于这是大多数多原子分子物种的情况下，我们在这里调查的基础上选择性地去除分子的电捕获合奏的替代方案。具体来说，我们通过驱动旋转和/或振动跃迁到未捕获状态来耗尽分子。用这种方法完全解析旋转状态可能是一个相当大的挑战，因为各种跃迁之间的频率差很容易基本上小于电阱中的斯塔克展宽。然而，利用一个独特的陷阱设计提供均匀的领域在一个大部分的陷阱体积，我们成功地歧视所有的旋转量子数，包括旋转M-子状态。
2014-11-28 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Enhancing the coherence time of a neutral atom by an optical quartic trap
本文提出利用高阶空间形式的光学偶极阱（如四次势阱）来降低退相干率，并通过实验验证了该方法能有效增强囚禁中性原子的相干时间。
2025-02-28 physics.atom-ph quant-ph
Incomplete rotational cooling in a 22-pole ion trap
低温22极离子阱在离子-分子反应动力学和高分辨分子光谱学中有着广泛的应用。对于大多数这些应用程序，重要的是要知道的平移和内部温度的捕获离子。在这里，我们提出了详细的旋转状态测温测量在一个扩展的温度范围内的两个离子/缓冲气体系统OH-/He和OD-/HD与离子-中性质量比分别为4.25和6。测得的旋转温度显示终止的热化与缓冲气体约25 K，独立的质量比和限制潜力的陷阱。不同的可能的解释，这种不完整的热化已被调查，其中的热化的缓冲气体和加热由于室温黑体辐射和室温气体进入陷阱。
2017-02-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
N$_2^+$ Lasing: Gain and Absorption in the Presence of Rotational Coherence
我们模拟了氮分子激光的泵浦-探测实验，特别关注转动波包动力学的影响。我们的计算表明，在N $_2^+$的旋转波包的相干制备由一个强烈的短的非共振脉冲的结果在随后的发射调制从$B^2Σ_u^+ \rightarrow X^2Σ_g^+$跃迁引起的共振种子脉冲。我们使用密度矩阵理论来描述N $_2^+$动力学和麦克斯韦波动方程来模拟种子脉冲传播的动力学，这样的泵浦和发射建模。结果表明，延迟种子脉冲的增益和吸收依赖于抽运-种子延迟，即抽运脉冲激发的旋转相干光可以调制延迟种子脉冲的增益和吸收。此外，我们证明了氮离子的相干旋转动力学可以导致激光没有电子反转。
2020-04-08 physics.atom-ph physics.optics
Long-lived multilevel coherences and spin-1 dynamics encoded in the rotational states of ultracold molecules
本文利用魔数波长光镊实现超冷分子多个转动态间的长寿命相干，展示三态秒级相干、多参数估计与自旋-1动力学，并预测可扩展至十态。
2025-05-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Observation of a rotational transition in trapped and sympathetically cooled molecular ions
我们证明了分子离子的旋转激发，被激光冷却的原子离子的温度低至约。10 mK。分子氢离子HD+和基本的旋转跃迁$(v=0,\, N=0)\rightarrow(v'=0,\, N'=1)$在1.3太赫兹，最基本的偶极允许的任何分子的旋转跃迁，被用作测试情况。这是第一次直接观察到这种转变。采用旋转激光冷却以增强信号，共振增强多光子解离作为检测方法。黑体辐射诱导的转动激发也被观察到。的方法扩展到其他分子物种进行了简要讨论。
2012-02-25 physics.atom-ph quant-ph
Role of rotational coherence in femtosecond-pulse-driven nitrogen ion lasing
采用泵浦-种子方案，对N $_2^+$在391和428 nm激光的旋转分辨偏振特性进行了实验研究。通过改变泵浦光和种子光的线性偏振之间的相对角度，发现391 nm激光的P和R分支的偏振反向旋转。相比之下，428 nm激光的两个分支都保持沿着泵浦偏振。基于一个完整的物理模型，同时考虑了瞬态光电离和离子的电子、振动和转动量子态之间的耦合，发现了这一令人困惑的反常偏振特性的根源，认为电离后的级联共振拉曼过程在离子基态X $^2Σ_g^+(ν=0)$中产生了$J$和$J$ +2的转动态之间的负相干，这导致391-nm激光的P和R分支的镜像对称偏振。实验和理论都表明，所证明的转动相干性对阐明N $_2^+$激光的增益机制具有极其关键的作用，并开辟了超快强场下量子光学的途径。
2020-05-22 physics.atom-ph physics.optics
Long nuclear spin coherence times for molecules trapped in high-purity solid parahydrogen
University of Nevada, Reno（内华达大学雷诺分校）
研究分子在高纯度固态反氢中测量自旋弛豫时间与相干时间，发现更高纯度矩阵可延长相干时间，揭示反氢矩阵对相干时间的限制。
2025-12-01 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement via rotational blockade of MgF molecules in a magic potential
双原子极性分子由于其丰富的内态和大的电偶极矩而成为量子计算最有前途的平台之一。在这里，我们提出了通过一个强大的电偶极-偶极相互作用纠缠相邻的极性分子的旋转状态。预测了MgF分子在光镊阵列中两个纠缠态之间1.27 kHz的分裂。对于转动态具有相同陷阱频率的分子，可以在魔势中实现纠缠态的分辨。通过调节分子的量子化轴与俘获光的线偏振方向之间的夹角，即魔角，可以形成魔势。在合理的实验条件下，计算了MgF分子的魔角，得到了两个态的陷阱频率可以在几十赫兹内匹配.建立分子之间的纠缠，我们的结果提供了第一步量子计算使用双原子极性分子。
2020-08-04 physics.atom-ph
Photodetachment of cold OH- in a multipole ion trap
在多极射频离子阱中测量了OH-阴离子在转动和平移温度为170 K时的绝对光剥离截面。与以往的结果相比，所得到的截面显示了初始转动态分布的重要性。使用断层扫描的光剥离激光通过捕获的离子云，推导出的截面是模型无关的，因此具有小的系统的不确定性。层析成像也产生的22极离子阱中的OH-阴离子的柱密度与预期的捕获电位的一个大的场自由区域的陡峭的势壁的约束。
2006-11-05 physics.atom-ph
Coherence properties of highly-excited motional states of a trapped ion
本文研究了潘宁离子阱中单个离子各种运动态的相干性质。我们证明了离子的运动具有一秒的顺序的相干时间，使用拉姆齐干涉。我们介绍了一种技术，用于制备离子的高度激发的运动态的非相干叠加使用一个简单的修改的光学边带冷却。这些状态的相干操纵允许进行光学和运动相干性的测量。我们发现，这些高度激发的运动态叠加有很长的相干时间，尽管不相干的准备状态。这样的状态对于灵敏的运动失相测量可以是有用的。
2020-09-21 physics.atom-ph quant-ph
Collisions Between Ultracold Molecules and Atoms in a Magnetic Trap
在磁阱中制备了超冷CaF分子和Rb原子的混合物，研究了它们的非弹性碰撞。当原子处于自旋拉伸态，分子处于第一旋转激发态的自旋拉伸分量时，它们在100~ $μ$ K附近以$k_2 = (6.6 \pm 1.5) \times 10^{-11}$ cm $^{3}$ /s的速率进行非弹性碰撞。我们将其归因于旋转变化碰撞。当分子处于基态旋转状态时，我们没有看到非弹性损失，并在95%置信度下将自旋弛豫速率系数的上限设定为$k_2 < 5.8 \times 10^{-12}$ cm $^{3}$ /s。我们将这些测量结果与基于量子亏损理论的单通道损耗模型的结果进行了比较。比较表明，短程损耗参数接近统一的旋转激发的分子，但低于0.04的分子在旋转基态。
2021-03-24 physics.atom-ph
A Wigner Function Approach to Coherence in a Talbot-Lau Interferometer
使用热气体，我们模型的信号被困干涉仪。这种干涉仪使用两个短的激光脉冲，由时间T分开，作为物质波的相位光栅。在时间2 T附近，由于Talbot-Lau效应，在云的密度中存在回波。我们的模型使用维格纳函数的方法，包括一个弱残留谐波陷阱。分析表明，剩余势限制了干涉仪的可见性，移动了干涉仪的回波时间，并改变了它的时间依赖性。可见度的损失可以通过在干涉仪周期开始之前优化初始陷波频率来减轻。
2017-03-20 physics.atom-ph
Second-scale rotational coherence and dipolar interactions in a gas of ultracold polar molecules
本文提出 RbCs 分子的转动魔幻光阱，将转动态相干时间提升至秒级，并证明偶极相互作用成为相干损失主因，为分子量子计算与模拟解锁转动自由度。
2023-08-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
External field control of spin-dependent rotational decoherence of ultracold polar molecules
我们确定超冷极性分子的捕获条件，其中对内部状态经历相同的捕获电位。这样的条件可以确保显著降低超冷样品中不可避免的不均匀性的有害影响。特别是，我们调查的内部旋转和超精细量子态的超冷费米子基态$^{40}$ K $^{87}$ Rb极性分子，当静磁场，静电场，和陷阱激光场同时施加。理解改变这三个场的相对取向或偏振的效果对于从两个或更多个旋转振动态构建无退相干子空间至关重要。此外，我们评估在这些领域的存在下，这将允许控制分子之间的相互作用在不同的网站的光晶格和研究的相互作用各向异性的影响的能力，纠缠极性分子的诱导偶极矩的分子。
2013-02-25 physics.atom-ph
Rotational cooling of trapped polyatomic molecules
控制内部自由度是冷和超冷分子应用的关键挑战。在这里，我们证明了旋转态冷却的捕获甲基氟分子（CH 3F）的光泵人口的16 M-子级在旋转状态J= 3，4，5和6到一个单一的水平。通过结合转动态冷却和运动冷却，我们将处于J=4，K=3，M=4状态的分子的相对数量从百分之几增加到70%以上，从而产生了一个大约10^6个分子的冷态（~ 30 mK）和接近纯态的系综。我们的计划是可扩展的初始状态，其他最终状态和各种分子物种的更大的集合，从而为越来越大的分子的内部状态控制铺平了道路。
2015-11-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Coherence properties of nanofiber-trapped cesium atoms
实验研究了铯原子在纳米光纤双色偶极阱中的基态相干特性。使用微波辐射相干驱动的时钟跃迁，我们记录拉姆齐条纹以及自旋回波信号，并推断出一个可逆的退相时间$T_2^\ast=0.6$毫秒和一个不可逆的退相时间$T_2^\prime=3.7$毫秒。通过理论建模的信号，我们发现，对于我们的实验参数，$T_2^\ast$和$T_2^\prime$是有限的初始温度的原子系综和加热速率，分别受到限制。我们的研究结果代表了建立基于纳米纤维的冷原子陷阱作为光纤量子网络中的构建模块的基本步骤。
2013-03-28 physics.atom-ph quant-ph
Second-Scale $^9\text{Be}^+$ Spin Coherence in a Compact Penning Trap
我们报告微波光谱的共同捕获$^9\text{Be}^+$和$^{40}\text{Ca}^+$在一个紧凑的永磁潘宁离子阱。该陷阱是由一个可重构阵列的钕铁硼环提供一个0.654 T的磁场，是附近的0.6774 T磁场不敏感的超精细跃迁$^9\text{Be}^+$。在这个超精细跃迁上进行Ramsey光谱，我们证明了核自旋相干性，对比度衰减时间>1 s。$^9\text{Be}^+$通过$^{40}\text{Ca}^+$的库仑晶体进行共振冷却，从而使$^9\text{Be}^+$照明最小化，从而减轻无功损耗。介绍了一种独特的$^{40}\text{Ca}^+$高磁场光学探测方案，在不使用729 nm倾斜激光的情况下实现了自旋态的读出。我们记录了一个分数陷阱磁场不稳定性低于20 ppb（<13 nT），在43秒的平均时间没有磁屏蔽，只有被动热隔离。我们讨论了这种紧凑的，可重构的潘宁陷阱的潜在应用。
2021-10-06 physics.atom-ph quant-ph
Ultracold molecules for quantum simulation: rotational coherences in CaF and RbCs
我们探索使用超冷分子作为未来实验的平台，在该领域的量子模拟，专注于两个分子物种，$^{40}$钙$^{19}$ F和$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs。我们报告了使用微波场在两种分子中进行相干量子态控制的发展;这是许多量子模拟应用的关键因素。我们证明了原理证明拉姆齐干涉测量与条纹间距的$\sim 1~\rm kHz$和调查的失相时间的叠加的$N=0$和$N=1$旋转状态时，分子被限制。对于这两个分子，我们表明，明智的选择分子超精细状态的空间变化的过渡频率的影响最小化跨越陷阱。对于磁俘获的$^{40}$ Ca $^{19}$ F，我们使用磁不敏感跃迁，观察到0.61（3）ms的相干时间。对于光俘获的$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs，我们利用AC斯塔克位移中避免的交叉，观察到0.75（6）ms的最大相干时间。
2018-11-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Coherence preservation of a single neutral atom qubit transferred between magic-intensity optical traps
我们证明了在不同的光偶极阱之间的转移过程中，单个移动原子量子比特的相干性可以很好地保持。这是实现大规模中性原子量子信息处理平台的先决条件。利用辅助移动ODT从静态量子寄存器中动态抽取编码在$^{87}$ Rb原子超精细流形中的量子比特，并将其重新插入到静态ODT中.以前的实验受到量子比特态的差分光位移引起的退相干的限制。在这里，我们应用了一种神奇的强度捕获技术，减轻了光偏移的不利影响，并大大提高了$225 \pm 21\,\mathrm{ms}$的相干时间。实验证明的魔术捕获技术依赖于以前被忽略的超极化率对光移的贡献，这使得光移依赖于捕获激光强度是抛物线。由于抛物线相关性，在某一“魔术”强度下，消除了对捕获光强度在ODT体积上变化的一阶灵敏度。我们实验证明了这种方法的实用性和测量超极化率的第一次。我们的研究结果铺平了道路，构建一个可扩展的量子计算体系结构与单原子被困在一个阵列的魔术的ODTs。
2016-06-22 physics.atom-ph quant-ph
Coherence of Symmetry-Protected Rotational Qubits in Cold Polyatomic Molecules
本研究在电盒中捕获冷甲醛分子，利用对称性保护的转动态实现长寿命相干性，构建对外电场不敏感、对磁场弱依赖的量子比特，为冷分子量子与精密实验奠定基础。
2024-12-01 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
High resolution probe of coherence in low-energy charge exchange collisions with oriented targets
利用磁光阱（MOT）中的激光器将Rb原子引入到取向态。再加上反冲离子动量谱（RIMS），这产生了一个独特的MOTRIMS设置，能够探测散射动力学，包括其相干性特征，具有前所未有的分辨率。该技术被应用于低能电荷交换过程Na $^+$ +Rb（$5p_{\pm 1}$）$\rightarrow$ Na（$3p,4s$）+Rb $^+$。测量结果揭示了碰撞相互作用的详细特征，这些特征被用来改进理论描述。所有这些都能够衡量直观图片预测最可能的捕获过渡的可靠性。
2013-06-18 physics.atom-ph
Magic polarization for optical trapping of atoms without Stark-induced dephasing
我们证明了在光阱中基态超精细跃迁的微分交流斯塔克位移可以通过适当的偏振态来消除。我们利用碱金属原子的矢量极化率来产生与极化相关的交流斯塔克位移，类似于塞曼位移。我们研究的是|2S 1/2，F=2，mF=-2>到|2S_（1/2），F=1，mF=-1>态，观察到0.59 ± 0.02Hz的线宽，询问时间为2s，叠加态的相干时间为0.82 ± 0.06s。讨论了窄线宽和长相干时间对利用光晶格中的原子进行精密光谱学和量子信息处理的影响。
2013-11-06 physics.atom-ph
Rotational cooling of molecules using lamps
我们从理论上研究了应用定制的非相干远红外场结合激光激发的一个单一的振转跃迁的旋转冷却的极性冷双原子分子。冷却方案是有效的时间尺度上短于典型的未扰动的离子阱中的捕获时间和中性分子的可获得的限制时间。
2004-11-23 physics.atom-ph physics.chem-ph
Theoretical Study of Molecular Electronic and Rotational Coherences by High-Harmonic Generation
探测电子运动和电子波包动力学是阿秒科学的核心目标之一。最近，选择一氧化氮（NO）分子作为示例，我们已经引入并展示了一种新的实验方法，以使用高次谐波产生（HHG）光谱来测量耦合价电子和旋转波包[Kraus等人，物理修订版信函111，243005（2013）]。描述泵和HHG探测过程的组合的理论的简短概述与实验结果的广泛讨论一起发表[Baykusheva等人，Faraday Discuss 171，113（2014）]。理论和实验的比较表明，在定量水平上的良好协议。在这里，我们详细介绍了广义理论，它是基于广义密度矩阵的方法，描述了泵的过程和随后的探测波包的半经典定量再散射的方法。深入分析了不同的拉曼散射贡献的耦合旋转和电子自旋轨道波包的创建。我们目前的结果为平行和垂直的线性偏振的泵浦和探测激光脉冲。此外，结合旋转电子密度矩阵的不可约成分的分析，这有利于解释的结果。
2015-04-15 physics.atm-clus physics.atom-ph
Balanced Coherence Times of Mixed-Species Atomic Qubits in a Dual $3\times3$ Magic-Intensity Optical Dipole Trap Array
在这项工作中，我们构建了一个偏振介导的魔强（MI）光偶极阱（ODT）阵列，其中的混合物种量子比特的光位移的不利影响被有效地减轻，使混合物种量子比特的相干时间都大大增强和平衡的第一次。这种混合粒子魔阱技术依赖于三阶交叉项系数和基态超极化率的可调谐性，而这两个特性与陷阱激光器的圆偏振度密切相关。在实验上，用于$^{85}$ Rb量子位的ODT阵列的偏振被精细地调整到确定值，使得其用于魔术捕获所需的工作磁场等于在具有完全圆偏振的另一ODT阵列中魔术捕获$^{87}$ Rb量子位所需的工作磁场。最终，在这种偏振介导的MI-ODT阵列中，$^{87}$ Rb和$^{85}$ Rb量子比特的相干时间分别提高到891 $\pm$ 47 ms和943 $\pm$ 35 ms。并且通过使用浅魔强度可以实现对$^{85}$ Rb量子比特的相应退相效应的减小。可以预见，这种新型的混合物种MI-ODT阵列是一种用于构建具有中性原子的可扩展量子计算机的通用平台。
2019-07-30 physics.atom-ph quant-ph
Spin self-rephasing and very long coherence times in a trapped atomic ensemble
我们对磁囚禁在Knudsen区的超冷~（87）Rb原子的基态进行了Ramsey光谱研究。在样品上的场不均匀性应该将1/e对比度衰减时间限制在约3 s，而实际观察到的衰减时间为58 s。我们解释了这一令人惊讶的结果由自旋自重定相机制引起的相同的自旋旋转效应源于粒子的不可压缩性。我们提出了一个理论，这种同步机制，并获得良好的协议与实验观察。这种影响是普遍的，并且容易出现在其他物理系统中。
2010-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Single-qubit quantum memory exceeding $10$-minute coherence time
能够存储和测量单量子比特级量子信息的长时间量子存储器是实现量子计算和通信的重要组成部分。近年来，基于系综的囚禁离子、电离施主核自旋或固体核自旋的量子存储在增加相干时间方面取得了显著进展。然而，到目前为止，单个量子位的相干时间记录在捕获离子系统中显示为几十秒的量级。囚禁离子中的量子比特相干时间主要受到磁场波动增加和状态检测效率降低的限制，这与没有激光冷却的离子的运动加热有关。在这里，我们报告的相干时间超过$10$分钟，在超精细态的\Yb离子同情冷却的\Ba离子在同一个保罗陷阱，这消除了加热的量子位离子，即使在室温下。为了达到这样的相干时间，我们应用了几千个动态去耦脉冲来抑制场波动噪声。在这个实验中展示的长时间量子存储器为可扩展量子计算机架构或基于离子阱的量子网络中的存储区的构建迈出了重要的一步。随着磁场屏蔽等技术对相干时间的进一步改善和量子存储器中量子比特数的增加，我们的证明也为包括量子货币在内的其他应用奠定了基础。
2017-01-16 physics.atom-ph quant-ph
Molecular quantum rotors in gyroscopic motion with a nonspreading rotational wavepacket
我们提供了一种产生和观察分子量子陀螺运动的方法，类似于经典转子的陀螺运动。在产生一个称为齿轮态的非扩展旋转波包后，通过施加一个通过旋转磁偶极矩相互作用的外部磁场，可以产生陀螺进动运动。量子转子，实现与线性非顺磁性离子分子捕获在离子阱中，可以保持他们的陀螺运动在一个集体同步的方式很长一段时间。本文提出了一种库仑爆炸技术来观测陀螺运动。尽管分子种类有限，但陀螺运动的观测可以作为测量分子转动g因子的一种方法。
2015-03-30 physics.atom-ph quant-ph
Suppression of Dephasing of Optically Trapped Atoms
超冷原子被囚禁在光学偶极阱中，并处于超精细基态的相干叠加态，当它们与环境相互作用时会产生退相干。我们证明，在“回波”实验中，这是由机制，如瑞利散射，可以抑制使用一个新的脉冲序列的相干性损失。我们还表明，相干时间，然后有限的混合到其他振动能级的陷阱和有限寿命的内部量子态的原子。
2003-07-29 physics.atom-ph quant-ph
Extended coherence time on the clock transition of optically trapped Rubidium
光阱系综对于频率测量和量子存储器是至关重要的，但通常由于不均匀的密度和光位移而遭受强烈的失相。我们证明了一个急剧增加的相干时间为21秒的磁场不敏感的时钟过渡的Rb-87应用最近发现的自旋自重相。这一结果证实了这种新机制的一般性质，从而表明它在原子钟和量子存储器中的适用性。对所有相关频移和噪声贡献的系统研究得出2.4E-11 x tau^（-1/2）的稳定性，其中tau是积分时间，单位为秒。基于一系列的技术改进，预计所提出的频率标准可以在一个潜在的更紧凑的设置中与微波喷泉钟的稳定性相媲美。
2011-03-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Second-Scale Nuclear Spin Coherence Time of Trapped Ultracold $^{23}$Na$^{40}$K Molecules
相干性，即量子态之间相对相位的稳定性，是量子力学的核心。具有稳健相干性的量子态的物理系统使诸如精密测量、干涉测量和量子计算之类的应用成为可能。随着分子系综在亚$μ$ K温度下的产生，双原子分子已经成为完全量子控制下的一个新系统。本文报道了在单重振转基态下，超冷费米子NaK分子的一对核自旋态之间稳定相干的观测结果。采用微波场，我们进行拉姆齐光谱和观察相干时间的规模为一秒。这项工作为探索单分子作为多功能量子存储器打开了大门。偶极分子之间的可切换远程相互作用可以进一步实现双量子位门，允许在同一物理系统中进行量子存储和处理。在观察到的相干时间内，$10^4$单量子位和双量子位门操作将是可行的。
2016-06-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Extending the coherence time limit of a single-alkali-atom qubit by suppressing phonon-jumping-induced decoherence
本研究提出完整描述光阱碱金属原子量子比特退相干，发现并抑制声子跳跃诱导退相干，将单铯原子相干时间延长至约20秒，创下纪录。
2025-02-27 physics.atom-ph quant-ph
Electric field-dependent dynamic polarizability and "magic" conditions for optical trapping of polar molecules
选择超冷原子或分子的“神奇”捕获条件，其中内部状态对经历相同的捕获势，为精确测量和量子计算方案带来了实质性的好处。在这种条件下工作可以确保显著降低超冷样品中不可避免的不均匀性的有害影响。然而，这方面的限制仍然是未开发的超冷极性分子。在这里，我们提出的方法来控制AC斯塔克移动的超冷极性分子的旋转状态，当受到两个陷阱激光和外部电场。我们发现，这两个领域的强度和相对取向的影响的捕获势。特别是，我们预测“魔术电场强度“和“魔术角”，其中的斯塔克位移是独立的直流外电场和分子的旋转状态。
2011-01-03 physics.atom-ph quant-ph
Coherence and Raman sideband cooling of a single atom in an optical tweezer
本文研究了在聚焦光束作用下光镊阱中单个原子的量子控制。我们发现，在偶极陷阱中的纵向极化分量所产生的击穿的傍轴近似引起显着的内部状态退相干。我们发现，这种效应可以减轻适当的选择偏置磁场，使拉曼边带冷却的一个单一的原子接近其三维基态的光阱与束腰小到$w=900$ nm。我们实现了振动占据数的$\bar{n}_r = 0.01$和$\bar{n}_a = 8$在径向和轴向的陷阱，对应的均方根大小的原子波包的24 nm和270 nm，分别。这代表了未来混合量子系统的一个很有希望的起点，其中原子被放置在靠近表面的位置。
2012-09-13 physics.atom-ph quant-ph
Decay of Quantum Correlations in Atom Optics Billiards with Chaotic and Mixed Dynamics
我们在原子光学台球中对超冷原子进行了回波光谱学研究，以研究它们的量子动力学。捕获激光的失谐被用来改变“微扰”，这会导致回波相干性的衰减。观察到两种不同的制度：第一，微扰制度，其中的回声相干性的衰减是非单调的和部分复苏的相干性观察。这些复苏是更明显的陷阱与混合动力学相比，陷阱的动力学是完全混乱的。其次，对于较强的扰动，衰减变得单调，与扰动的强度无关。在这种情况下，混沌陷阱和混合动力陷阱之间没有明显的区别。
2004-04-21 nlin.CD physics.atom-ph quant-ph
Coherent Control of the Rotational Degree of Freedom of a Two-Ion Coulomb Crystal
我们演示了双离子晶体角动量态的制备和相干控制。离子的平均角动量为$7780\hbar$，在圆对称势中以100 kHz自由旋转，使我们能够解决旋转边带。通过相干激发这些运动边带，我们创造了由多达四个角动量量子分离的叠加态。拉姆齐实验表明，预期的相位的叠加，这是依赖于量子分离的状态的数量。这些结果表明，在捕获离子的量子转子描述的集体运动状态的相干控制。此外，我们的工作提供了一个扩展的实用程序的捕获离子的量子模拟，干涉测量和传感。
2019-03-13 physics.atom-ph quant-ph
Dressed-State Spectroscopy and Magic Trapping of Microwave-Shielded NaCs Molecules
本研究针对微波屏蔽超冷NaCs分子的光极化率特性，建立缀饰态光谱技术表征微分能量位移，实现了对激光涨落不敏感的魔法转动跃迁，为超冷分子蒸发冷却及精密光谱研究提供支撑。
2024-06-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cavity QED in a molecular ion trap
提出了一种利用片上超导微波谐振器研究囚禁分子离子的量子信息和高分辨光谱学的方法。分子离子与中性分子相比有几个优点。离子可以被加载到深（1 eV）RF陷阱，并被捕获独立的电偶极矩的旋转过渡。它们的电荷保护它们免受运动失相，并防止碰撞损失，允许1秒的相干时间时，用作量子存储器，与检测的单分子可能在<10毫秒。分析的检测效率和相干性的分子。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Transition strength measurements to guide magic wavelength selection in optically trapped molecules
具有长相干时间的分子的光捕获对于量子信息和计量学中的许多协议是至关重要的。然而，限制被捕获分子寿命的因素仍然难以捉摸，需要对潜在的分子结构有更好的理解。在这里，我们表明，在弱的和深绑定的$^{88}$锶$_2$分子，结合\textit{ab initio}计算的振动线强度的测量，允许明确识别振动量子数。这反过来又使得能够构建精细的激发势能曲线，这些曲线可以选择有利于长振动相干性的魔波长。我们证明了拉比振荡之间的远分离的振动状态，持续近100毫秒。
2020-05-25 physics.atom-ph quant-ph
State-specific detection of trapped HfF$^+$ by photodissociation
我们使用（1+1 $'$）共振增强多光子光解离（REMPD）技术对HfF $^+$的单次绝对效率为18%，比荧光检测的效率高200倍以上。第一个光子将特定的转动能级激发到35，000 - 36，500 cm $^{-1}$的中间电子振动带，第二个光子在37，594 cm $^{-1}$（266 nm）将HfF $^+$解离成Hf $^+$和F。质量分辨飞行时间离子检测然后产生状态选择性解离离子的数量。使用这种方法，我们观察到的旋转状态加热的HfF $^+$离子与中性Ar原子碰撞。此外，我们测量$^3Δ_1$ $v=0,\, J=1$状态的寿命为2.1（2）s。这种状态将用于寻找电子的永久电偶极矩。
2014-01-21 physics.atom-ph physics.chem-ph
