Raman cooling and heating of two trapped Ba+ ions
本文研究了在S_1/2-P_1/2(493 nm)和P_1/2-D_3/2(650 nm)共振附近激光照射下,两个138 Ba ~+离子在电动势阱中集体振动的冷却。离子的运动状态由空间分辨光电倍增管监测。根据失谐量和强度的冷却激光,宏观上不同的运动状态对应于不同的离子温度观察。我们还推导出离子的温度从详细的分析计算的激光冷却考虑到塞曼结构的能级参与。观察到的运动状态与计算的温度完全匹配。在塞曼分裂S_1/2-D_3/2拉曼跃迁的暗共振附近观察到明显的加热。在这里,双光子过程主导激光和离子之间的相互作用。识别出暗示最有效的激光冷却的激光参数状态。
2002-04-23 quant-ph
Resolved Raman sideband cooling of a single optically trapped cesium atom
提出一种对磁场不敏感的分辨拉曼边带冷却方案,通过单一超精细态内双光子拉曼过程,在50毫秒内使82%的单光阱铯原子达到三维运动基态,提升了长期稳定性。
2024-01-01 physics.atom-ph quant-ph
Carrier-free Raman manipulation of trapped neutral atoms
我们实验上实现了一个增强拉曼控制方案的中性原子,其特点是双光子载流子跃迁的本征抑制,但保留边带耦合到外部自由度的被困原子。这是通过将原子捕获在蓝色失谐的驻波偶极阱的节点处来实现的,所述偶极阱充当用于双光子拉曼耦合的一个场。在这种配置中,冷却和加热过程之间的改进比率使得能够将基本温度限制降低五倍以用于解析边带冷却。我们应用这种方法对二维振动基态进行拉曼冷却,并对原子运动进行相干操纵。所提出的方案需要最少的额外资源,并可以应用于具有挑战性的光学访问的实验,我们证明了我们的实施原子强耦合到一个光学腔。
2014-12-02 physics.atom-ph quant-ph
Noise Studies of Driven Geometric Phase Gates with Trapped Ions
我们提出了当在受激拉曼跃迁中实现时在[New J.Phys.15,083001(2013)]中引入的捕获离子驱动几何相位门的性能的研究。我们表明,在激光强度波动的存在下,门可以实现低于容错阈值的错误。我们还发现,为了减少由于光子散射低于容错阈值的错误,需要非常强烈的激光束,以允许在拉曼配置中的大失谐,而不影响门速度。
2013-12-11 quant-ph
Indistinguishability of single Raman photons from single atoms
Universität des Saarlandes(萨尔兰大学);Zentrum für Quantentechnologien (QuTe), Universität des Saarlandes(萨尔兰大学量子技术中心)
本文理论研究了囚禁钙离子拉曼散射产生单光子的不可区分性,揭示自发回衰变对HOM干涉的影响,并优化脉冲权衡光子产率与不可区分性,比较离子种类用于长距离纠缠交换。
2026-09-15 quant-ph
Continuous Raman sideband cooling beyond the Lamb-Dicke Regime in a trapped ion chain
我们报告了长离子链连续拉曼边带冷却(CRSC)到超出Lamb-Dicke(LD)区域的运动基态。通过同时驱动多个边带跃迁,我们发现,几乎所有的轴向模式的24离子链冷却到基态,与LD参数一样大的$η= 1.3$,跨越4 MHz的频率带宽。与传统的基态冷却方法(如脉冲边带冷却或电磁感应透明(EIT)冷却)相比,我们的方法具有两个关键优势:对定时误差的鲁棒性;以及不受离子数量限制的超宽带宽。这种技术有助于作为一个关键的一步,大规模量子信息处理与线性离子链和更高的维度一样,可以很容易地推广到其他原子和分子系统。
2022-08-15 physics.atom-ph quant-ph
Photon scattering errors during stimulated Raman transitions in trapped-ion qubits
本文研究了受激拉曼量子逻辑门中的光子散射误差,通过改进模型修正了先前对误差率的高估,发现基态量子比特无基本散射极限,且亚稳态量子比特可实现低于 $10^{-4}$ 的门误差。
2022-12-06 physics.atom-ph quant-ph
Two-qubit controlled phase gate based on two nonresonant quantum dots trapped in a coupled-cavity array
提出了一种在非小跳变极限条件下,利用两个耦合光子晶体腔中的两个不同量子点,在经典激光场驱动下实现量子控制相位门的方案.在门操作期间,量子点都不被激发,而系统可以根据量子点的不同状态获得不同的相位。与单量子位操作一起,可以实现双量子位控制的相位门。
2011-04-13 quant-ph
Microwave controlled efficient Raman and sub-Raman generation
我们提出了一个在$Λ$ -三能级结构的均匀加宽原子蒸气中产生和操纵拉曼场的有效方案。在较低的光密度下有效地产生拉曼和亚拉曼场的关键概念涉及微波诱导的较低能级的原子相干性。我们明确地表明,拉曼场的产生效率可以通过操纵微波场的相位和振幅的相干性来控制。
2012-10-08 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Memory with Optically Trapped Atoms
报道了在远失谐光偶极阱中实现原子集体态量子存储的实验研究。集体原子态的产生是由拉曼散射光子的检测预示的,并伴随着在原子系综中的存储。光偶极阱在量子存储过程中对原子提供了限制,同时保持了原子的相干性。我们通过拉曼散射产生的光子对的互相关和存储在存储器中的原子态的检索来探测量子存储。非经典的相关性观察到的存储时间高达60微秒。
2008-08-20 quant-ph
Magnetically-controlled velocity selection in a cold atom sample using stimulated Raman transitions
我们观测了在磁场存在下冷原子云中的速度选择性双光子共振。我们使用这些共振演示一个简单的磁强计与次mG分辨率。该技术对于将磁场归零特别有用,并且不需要比已经用于标准磁光阱的任何附加激光频率。我们使用法拉第旋转光谱验证的效果。
2008-01-03 quant-ph
A Raman approach to quantum logic in Calcium-like ions
我们考虑的可行性进行量子逻辑操作的基础上受激拉曼跃迁捕获钙离子。该技术避免了激光稳定化所涉及的许多技术困难,并且仅需要三个激光波长,其中没有一个需要对它们的带宽具有特别严格的要求。实验实现可能存在的问题进行了详细讨论。
2001-12-20 quant-ph
Quantum controlled phase gate based on two nonresonant quantum dots trapped in two coupled photonic crystal cavities
提出了一种利用两个不同的量子点在两个耦合的光子晶体腔中被捕获并由经典激光场驱动实现双量子比特量子相位门的方案。在门操作期间,腔模和量子点都没有被激发,因此退相干可以被抑制。该系统可以根据量子点的状态获得相位,从而实现可控相位门。
2011-01-15 quant-ph
Controlled Single-Photon Emission from a Single Trapped Two-Level Atom
通过用短共振光脉冲照射存储在紧密的光镊中的单个铷原子,我们创建了具有明确偏振的单光子的有效触发源。所测得的发射光脉冲的强度相关性表现出几乎完美的反聚束。这种高速率、完全受控的单光子脉冲源在量子信息处理中具有许多潜在的应用。
2006-10-11 quant-ph
Analysis of the entanglement between two individual atoms using global Raman rotations
利用里德伯封锁,我们在两个光镊中产生了两个原子之间的纠缠。在本文中,我们详细的数据分析,并表明,我们可以确定的原子之间的纠缠在纠缠序列中的原子损失的存在量。我们的模型考虑了量子位基之外的状态,并允许我们对描述两原子状态的密度矩阵进行部分重构。用这种方法,我们提取纠缠序列后仍然被困的原子对之间的纠缠量,并测量相对于预期的贝尔态的保真度。我们发现一个保真度$F_{\rm pairs} =0.74(7)$的62%的原子对留在陷阱中的纠缠序列结束。
2009-12-17 quant-ph
Series solution to the laser-ion interaction in a Raman-type configuration
在不考虑旋波近似(RWA)和Lamb-Dicke极限及弱激发条件的限制下,用级数解研究了囚禁超冷离子与两束行波激光的Raman相互作用.将我们的解与RWA下的解进行了比较,证明了RWA的有效区域。作为一个实际的例子,薛定谔猫态的制备与我们的解决方案提出了超出弱激发制度。
2001-11-07 quant-ph
Geometric phase gates based on stimulated Raman adiabatic passage in tripod systems
我们考虑了三脚架系统中的受激拉曼绝热通过(STIRAP)过程,并展示了如何产生所涉及的量子态的纯几何相变。几何相位由三个激光场控制,其中脉冲形状、相对场强和相位可以控制。基于这些几何相位,我们提出了一组适用于量子计算的通用门:一个量子位相位门,一个Hadamard门和一个两量子位相位门。
2007-01-31 quant-ph
Propagation of Raman-matched laser pulses through a Bose-Einstein condensate
研究了在电磁感应透明(EIT)条件下,囚禁原子玻色-爱因斯坦凝聚体的非均匀空间密度分布在拉曼匹配激光脉冲传输中的作用.我们发现,尖锐的边缘轴向密度分布的相互作用凝聚体(由于外部陷阱和排斥原子相互作用之间的平衡)是有利的,获得超慢平均群速度。我们的结果与最近的实验报告[Nature { \bf 397},594(1999)]在定量上是一致的。
2001-04-25 quant-ph
Laser cooling of trapped Fermi gases
被困的一个和两个组件的费米气体的集体拉曼冷却被认为是。我们得到的量子主方程描述的激光冷却在festinalente制度,由于光子再吸收加热可以忽略。对于两组分的情况下的碰撞过程中描述的量子玻尔兹曼主方程的形式主义。在冷却过程中适当调节自发拉曼速率可以克服对自发发射的抑制。我们的数值结果的Monte Carlo模拟相应的速率方程的基础上,表明三维温度的顺序$0.08 T_F$(单组分)和$0.03 T_F$(双组分)可以实现。我们研究了激光冷却气体的平衡分布的统计特性,结果表明,与费米面附近的热分布相比,数涨落增强。最后,我们分析了与背景损失相关的加热,得出结论,我们的激光冷却方案应该保持气体的温度,而不会产生显著的额外损失。
2003-03-20 quant-ph
Dispersive optical systems for scalable Raman driving of hyperfine qubits
超精细原子态是量子信息处理中最有希望的量子比特编码的候选者之一。在原子系统中,超精细跃迁通常通过双光子拉曼过程由在超精细量子比特频率下进行振幅调制的激光场驱动。在这里,我们介绍了一种新的方法,用于产生振幅调制的相位调制激光和反射它从一个高度色散的光学元件称为啁啾布拉格光栅(CBG)。这种方法是被动稳定的,提供高效率,并与高功率激光源兼容,实现大拉比频率和改善的量子相干性。我们基准这种新的方法,通过全球范围内驱动一个阵列的$\sim 300$中性$^{87}$ Rb原子量子比特被困在光镊,并获得拉比频率为2 MHz的光子散射误差率为$< 2 \times 10^{-4}$每$π$脉冲。这种鲁棒的方法可以直接与中性原子和捕获离子系统中的局部寻址光学集成,以促进用于量子信息处理的高保真单量子比特操作。
2021-10-27 quant-ph
Optical pumping via incoherent Raman transitions
提出了一种新的光抽运方案,利用非相干喇曼跃迁在6 S_{1/2},F=3的超精细流形中制备一个处于特定塞曼态的囚禁铯原子.与现有的光泵浦方案相比,该方案的一个重要优点是原子可以在任何F=3的塞曼态中制备。我们在腔量子电动力学的背景下证明了该方案,但该技术同样适用于各种各样的超精细基态结构的原子系统。
2007-10-04 quant-ph
Indistinguishability of photonic qubits emitted from trapped $^{40}$Ca$^+$ ions via pulsed excitation
Fachrichtung Physik, Universität des Saarlandes(萨尔兰州立大学物理系);Zentrum für Quantentechnologien (QuTe), Universität des Saarlandes(萨尔兰州立大学量子技术中心);Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)(卢森堡科学与技术研究所)
研究利用纳秒级激发脉冲从两个捕获的$^{40}$Ca$^+$离子产生的拉曼光子的不可区分性,揭示了自发散射回初始态对Hong-Ou-Mandel干涉的影响,并确定了平均回退次数作为与两个相同发射器光子干涉可见度相关的可测量单发射器量。
2026-05-28 quant-ph
Theory of Raman transitions in cavity QED
我们提出了两种方案来驱动被囚禁在高精细度光腔中的单个原子的基态超精细流形之间的拉曼跃迁。在这两种方案中,拉曼耦合是由腔内的驻波场产生的,从而避免了自由空间拉曼方案在腔系统中必须面对的光学访问限制。这些基于腔的拉曼方案可以用来相干操纵原子的内部和运动自由度,从而为研究腔量子电动力学提供了有力的工具。我们给出了详细的理论分析,每个方案,无论是一个三能级原子和一个多能级铯原子。此外,我们还展示了如何利用这些拉曼方案将轴向运动的原子冷却到量子基态,并对冷却过程进行了计算机模拟。
2008-07-06 quant-ph
A bosonic Josephson junction controlled by a single trapped ion
本文从理论上研究了双阱玻色约瑟夫森结与单个囚禁离子的耦合特性。我们发现阱间的耦合可以通过离子的内态来控制,这可以用来研究两个系统之间的介观纠缠,并高精度地测量它们之间的相互作用。作为一个特殊的例子,我们考虑一个单一的$^{87}$ Rb原子和一个小的玻色-爱因斯坦凝聚体控制的一个单一的$^{171}$ Yb $^+$离子。我们计算井间耦合率达到数百赫兹,而状态依赖性的金额为几十赫兹的合理值,目前未知的s-波之间的原子和离子的散射长度。分析表明,它是可能的诱导自陷或隧穿制度,这取决于离子的内部状态。这使得在现有技术中能够产生大规模的离子-原子波包纠缠。
2012-07-25 quant-ph
Fast Quantum State Control of a Single Trapped Neutral Atom
我们演示了存储在单个87 Rb原子中的量子比特的初始化、读出和高速操作。使用双光子拉曼跃迁在低于100 ns的时间尺度上进行单量子比特旋转。使用“自旋回波”技术,我们测量了34 ms的不可逆退相时间。当平均高达1000个单独事件时,单原子量子位的读出处于量子投影噪声极限。
2007-04-24 quant-ph
Observation of the Vacuum-Rabi Spectrum for One Trapped Atom
观察到与高精细度光学谐振腔场强耦合的原子的透射谱在原子-腔系统的本征谱中表现出明显分辨的真空拉比分裂特性。一个新的拉曼计划冷却原子沿腔轴的运动,使一个完整的光谱被记录为一个单独的原子被困在腔模式,在腔QED,需要平均超过许多原子的所有以前的测量相反。
2004-10-21 quant-ph
Detection of motional ground state population of a trapped ion using delayed pulses
有效地制备和检测被囚禁离子的运动状态在从量子计算到精密光谱学的许多实验中是重要的。本文研究了利用受激拉曼绝热通过(STIRAP)技术对囚禁离子运动态的操纵。所提出的技术使用两个超精细基态之间的拉曼耦合在$^{25}$镁$^+$,实现延迟脉冲,它删除了一个独立的初始运动状态的单个声子。我们表明,对于热态的STIRAP人口转移是更有效的比受激拉曼拉比脉冲上的运动边带。与以前的实现方式相比,使用了超过200倍的过渡的自然线宽的大失谐。这种方法使得STIRAP适用于共振激光场将填充荧光激发态并因此阻碍STIRAP过程的原子。我们用这种方法测量了激发态与运动基态的波函数重叠。这对于光子反冲光谱学和利用被捕获离子的运动状态对外部场的高灵敏度的其他力感测应用是重要的应用。此外,基态粒子数的确定使得能够简单地测量离子的温度。
2015-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Optimal collection of radiation emitted by a trapped atomic ensemble
囚禁原子系综是一种方便的系统,用于在电子基态的长寿命子能级中存储量子信息,并通过受激拉曼过程将其转换为传播的光子。在这里,我们研究了相位匹配的光子从相干制备的原子系综发射。我们考虑了一个密度分布为正态分布的细长谐波阱中的冷原子系综,并确定了傍轴光学的参数,以匹配发射辐射的模式几何形状,并将其最佳地收集到光波导中。
2021-05-16 quant-ph
Phase Controlled Continuously Entangled Two-Photon Laser with Double $Λ$ Scheme
我们证明了激光的绝对相干相位可以用来操纵双光子激光中光子对的纠缠。我们的重点是在双$Λ$(或拉曼)计划的纠缠光子对的连续源的产生。研究了稳态纠缠与相位和激光参数的关系。得到了纠缠与双光子关联之间的关系。我们推导了Raman-EIT方案产生稳态纠缠的条件,并用它来确定稳态宏观纠缠的区域。对于双共振喇曼方案,在任何激光参数下都没有发现纠缠。
2007-03-10 quant-ph
Pulsed Raman output coupler for an atom laser
采用全三维描述方法,对原子激光器中的脉冲受激双光子喇曼耦合器进行了理论研究。用Hartree-Fock-Bogoliubov方程自洽地处理了有限温度玻色凝聚原子气体。该模型与最近的一个光学外耦合实验密切相关[E.W. Hagley等人,Science 283,1706(1999)]。我们分析了输出原子的动量分布,并展示了如何输出光束可以被用作被困原子气体的量子态的探针,以及如何以非线性的方式对其进行设计和控制。
2003-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech quant-ph
Driven-Dissipative Dynamics of Ultracold Atoms Trapped in an Array of Harmonic Potentials
本文研究谐波势阵列中超冷原子与作为 Bogoliubov 激发库的 BEC 相互作用时的受驱耗散动力学,证明 Raman 驱动与耗散可使各阱原子数趋于稳态并用于制备确定原子数态。
2025-01-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum-state synthesis of multi-mode bosonic fields: Preparation of arbitrary states of 2-D vibrational motion of trapped ions
我们提出了一个有效的确定性制备任意双模玻色子态的通用算法。特别地,我们详细讨论了通过一系列激光受激拉曼跃迁制备囚禁离子的二维振动纠缠态。我们的形式可以推广到多模玻色子场。我们研究我们的算法相对于技术噪声的稳定性。
1998-04-24 quant-ph
Bespoke Pulse Design for Robust Rapid Two-Qubit Gates with Trapped Ions
本文通过包含多种物理效应的量子主方程,采用全局优化为七个囚禁$^{171}$Yb$^{+}$离子设计了鲁棒快速的双量子比特门脉冲序列,实现了可扩展的囚禁离子量子计算。
2023-05-25 quant-ph
The Quantum Speed Limit of Optimal Controlled Phasegates for Trapped Neutral Atoms
研究了光学势场中超冷原子的受控相门。成形的激光脉冲驱动基态和电子激发态之间的跃迁,在电子激发态中,原子受到长程1/R^3相互作用。我们充分考虑了这种相互作用,并使用最优控制理论来计算脉冲形状。这使我们能够分别确定获得高保真度所需的最小脉冲持续时间和选通时间T。我们精确地分析了速度限制因素,我们发现门时间要么是由激发态的相互作用强度限制,要么是由陷阱中的基态振动运动限制。后者需要通过脉冲来解决,以便完全恢复门端原子的运动状态。
2011-03-30 quant-ph
Coherent control of light field with electromagnetically induced transparency in a dark state Raman coherent tripod system
在标准$Λ$型方案中,利用相干布居俘获引起的两原子能级相干叠加,形成一个三脚架型系统。一个弱的探测脉冲扫描整个系统所示,经历一个交叉从吸收透明,然后放大。因此,探测脉冲的群速度可以被控制为以亚光速、标准速度、超光速甚至负速度传播。结果表明,光场的传播行为完全由相干叠加的初态决定和控制。
2008-01-02 quant-ph
Collective excitation of a trapped Bose-Einstein condensate with spin-orbit coupling
利用Bogoliubov方法研究了束缚在准一维谐振势阱中的拉曼诱导自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的集体激发.通过调谐拉曼耦合强度,可以识别系统的三相。通过计算过渡强度,我们能够分类实验相关的各种激发模式。结果表明,这三种量子相的集体激发性质具有明显的特征。特别地,自旋偶极子和自旋呼吸模式可以用于清楚地绘制出相边界。我们证实了这些预测的淬火动力学,激发相关的集体模式的直接数值模拟。
2017-04-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Heat flow reversal in a trapped-ion simulator
我们提出了一个囚禁离子平台来模拟与量子热力学过程相关的可重构自旋-自旋哈密顿量。从一个实验模型描述两个被困离子下轻微偏离共振的第一边带驱动单独控制的驱动相位,我们遵循操作量子光学方法,以表明它产生一个有效的模型出现在最近的量子热力学建议。我们表明,投影到振动基态流形允许充分的分析处理。作为一个实际的例子,我们采取的实验数据从$^{187}$ Yb $^{+}$陷阱和数值模拟的两个热自旋的量子关联控制之间的热流反转。
2020-02-26 quant-ph
Simplified approach to generate controlled-NOT gates with single trapped ions for arbitrary Lamb-Dicke parameters
对于某些{ \it特定}(或{ \it“魔术”})Lamb-Dicke(LD)参数,Monroe { \it et al}表明[Phys. Rev. { \bf A 55},R2489(1997)],可以通过施加单载波激光脉冲来实现单个捕获离子的外部自由度和内部自由度之间的双量子比特量子操作。在这里,我们进一步表明,这样的两个量子位操作(这是相当于标准的CNOT门,只有除了某些相位因子)也可以显着很好地实现为{ \it任意}选择的LD参数。代替在先前的演示中使用的所谓的“$π$ -脉冲”,在本提议中应用的脉冲的持续时间需要被精确地设置在离子的退相干时间内。我们还提出了一种简单的方法,即只使用一个非谐振(例如,蓝边带)激光脉冲,以消除在用于产生标准CNOT门的上述两量子位操作中存在的不想要的相位因子。
2008-10-13 quant-ph
Errors in trapped-ion quantum gates due to spontaneous photon scattering
我们分析了在囚禁离子、超精细量子比特、量子门中由于光子从门激光束的自发散射而引起的误差。我们研究了基于受激拉曼跃迁的单量子比特旋转和基于自旋相关的光偶极力的双量子比特纠缠相位门。这种错误之间的比较不同的离子物种目前正在研究可能的量子信息载体。对于这两种门类型,我们表明,与现实的激光功率的散射误差可以降低到低于当前的容错误差阈值的估计。
2007-01-30 quant-ph
Spontaneous Raman scattering out of a metastable atomic qubit
本文通过测量单个囚禁钙离子亚稳态量子比特在远失谐光照射下的自发拉曼散射率,为离子阱平台单双量子比特门的散射误差提供了实验依据,证明保真度误差可低于10⁻⁴。
2025-05-07 physics.atom-ph quant-ph
Atomic Qubit Manipulations with an Electro-Optic Modulator
我们报告了用于驱动捕获离子量子比特中的高保真受激拉曼跃迁的新技术。电光调制器在光源上诱导边带,并且边带之间的干涉允许在单个捕获的111 Cd+离子中在由14.53 GHz分离的超精细基态之间有效地驱动相干拉比跃迁。
2003-04-29 quant-ph
Raman cooling imaging: Detecting single atoms near their ground state of motion
我们演示了通过连续拉曼边带冷却过程中散射的光对中性原子成像。我们检测单原子被困在光镊,同时保持一个显着的运动基态分数。提出的技术提供了一个框架,单原子分辨成像的一个广泛的类原子物种。
2014-07-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Deeply-trapped molecules in self-nanostructured gas-phase material
自原子激光冷却技术问世以来,捕获或冷却自然分子一直是一个长期存在且具有挑战性的目标。在这里,我们展示了一种激光捕获分子的方法,这种方法在其配置、强调的物理动力学和结果方面都是全新的。它是基于自光学空间纳米结构的高压氢分子限制在空芯光子晶体光纤。除了一维纳米宽、强局域化的部分外,加速分子晶格是由拉曼饱和的周期性势形成的。在这些部分中,具有高达1800 m/s的速度的分子被捕获,并且在Lamb-Dicke区域中发生受激拉曼散射,以产生具有边带分辨亚多普勒发射光谱的高功率前向和后向斯托克斯连续波激光。光谱表现出一个中心线的子反冲线宽低至14 kHz,超过5个数量级,比传统的拉曼散射窄,和侧带包括莫洛三重态,分子运动侧带和四波混频。
2015-06-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Logic with a Single Trapped Electron
我们建议使用一个被困的电子来实现量子逻辑操作。基本的控制非门被证明是可行的。这两个量子比特存储在内部和外部(运动)自由度中。
1999-12-02 quant-ph
Quantum thermodynamics of a trapped two-level atom in an external light field
研究了受控光场作用下囚禁二能级原子的量子热力学。得到了粒子数动力学和退相干函数,并进行了讨论。计算了特征函数、功分布函数和Helmholtz自由能,并验证了与Jarzynski定理的一致性。
2021-08-22 quant-ph
An unconventional geometric phase gate with two nonresonant quantum dots trapped in a photonic crystal cavity
提出了一种利用光子晶体腔中的两个非共振量子点通过非常规几何相位实现双量子比特控制相位门的方案。在该系统中,量子点同时与大失谐腔模和强驱动经典光场相互作用。在门操作期间,量子点不经历跃迁,而腔模式沿着相空间中的闭合路径移位。以这种方式,系统可以获得以量子点的状态为条件的几何相位。在实现单量子比特操作之后,可以构造双量子比特控制的相位门。
2011-06-23 quant-ph
Raman Sideband Cooling in Optical Tweezer Arrays for Rydberg Dressing
利用光镊捕获单个中性原子并与里德堡态激光耦合,为量子模拟提供了一个快速、灵活的生成可配置原子阵列的平台。该平台特别适合研究各种几何形状的量子自旋系统。然而,对于需要连续捕获的实验,由捕获势和温度加宽引起的不均匀光位移施加了严重的限制。在这里,我们将展示如何拉曼边带冷却允许一个克服这些限制,因此,准备阶段里德伯敷料镊子阵列。
2020-12-30 physics.atom-ph quant-ph
A quantum phase gate implementation for trapped ions in thermal motion
提出了一种利用单驻波激光脉冲实现热运动囚禁离子量子控制相位门的新方案。该方案不采用旋转波近似,而是利用算子的反旋转项。我们还证明了同样的方案可以用来产生最大纠缠态的$N$囚禁离子由一个单一的激光脉冲。
2002-04-30 quant-ph
Adiabatically controlled motional states of a ground-state cooled CaO$^{+}$ and Ca$^{+}$ trapped ion chain
本研究针对囚禁分子离子外部自由度调控需求,利用共囚禁Ca⁺协同边带冷却实现CaO⁺轴向运动模近基态冷却,验证绝热调谐模式频率时声子态可保持,为分子偶极-声子相互作用研究奠定基础。
2022-12-09 physics.atom-ph quant-ph
Opto-mechanical measurement of micro-trap via nonlinear cavity enhanced Raman scattering spectrum
从非线性光机机制出发,对高精细度环形光腔中囚禁冷原子的高增益共振非线性喇曼散射进行了简单的解释,并提出了利用它来检测原子芯片上微阱频率的方案。散射光谱的增强是由于两个不同腔模之间的相干拉曼转换介导的原子的集体振动通过非线性光-机耦合。对铷原子的非线性拉曼过程进行了简单的量子分析和多体半经典模拟。
2012-05-02 physics.atom-ph quant-ph
Ultrafast slow-light: Raman-induced delay of THz-bandwidth pulses
我们提出并实验证明了一种基于非共振拉曼吸收产生光控延迟的方案。在两个相邻的,光学激活的拉曼吸收线之间的透明窗口中的色散被用来降低宽带765 nm脉冲的群速度。我们实现这种方法在磷酸钛氧钾(KTP)波导在室温下,并证明拉曼诱导的延迟高达140 fs的650 fs的持续时间,1.8太赫兹带宽,信号脉冲;可用的延迟带宽产品是$\approx1$。我们的方法适用于单光子信号,提供波长可调谐性,是处理超快光子的一步。
2015-08-07 quant-ph
Simulating quantum-optical phenomena with cold atoms in optical lattices
我们提出了一个方案,涉及冷原子被困在光晶格观察不同的现象,传统上与量子光学系统。其基本思想是通过喇曼方案将捕获的原子态与非捕获态连接起来。这两种类型的原子(被困和自由)之间的耦合被证明是类似于描述光-物质相互作用的光波近似,物质和光子的作用分别由被困和自由原子发挥。我们特别解释了如何观察原子和谐振子样品的集体自发发射所产生的现象,如超辐射和定向发射。我们还展示了如何相同的设置可以模拟玻色哈伯德哈密顿与扩展跳跃以及伊辛模型与长程相互作用。我们相信这个系统可以用最先进的技术来实现。
2010-10-08 quant-ph
STIRAP-like transitions in a harmonically-modulated optical lattice
介绍了一种利用受激喇曼绝热通道模型(STIRAP)对囚禁在光晶格中的原子进行相干加速的方法。具体来说,我们表明,小谐波调制的光晶格振幅,频率调谐到三个“未扰动”本征态的本征值间距,揭示了一个三态STIRAP子系统。我们使用这个模型来实现一个实验上可以实现的方法,从静态到运动的本征态转移被困原子。
2007-02-26 quant-ph
Controlled Collisions for Multiparticle Entanglement of Optically Trapped Atoms
纠缠是量子力学的核心,近年来已被确定为量子信息处理和计算的重要资源。因此,创造高度纠缠的多粒子态是现代实验量子力学最具挑战性的目标之一,涉及基本问题以及实际应用。在这里,我们报告的实验实现的控制碰撞单个相邻的中性原子被困在周期性的光晶格的潜力。这些受控的相互作用充当晶格中相邻原子之间的量子门阵列,并且它们的大规模并行操作允许在单个操作步骤中创建高度纠缠态,而与系统的大小无关。在实验中,我们观察到了多体系统中的相干纠缠-解纠缠演化依赖于相邻原子碰撞过程中获得的相移。这种动力学表明了高度纠缠的多体状态,为理论和实验提供了新的机会。
2003-08-14 cond-mat.soft quant-ph