Entanglement dynamics and position-momentum entropic uncertainty relation of a $Λ$-type three-level atom interacting with a two-mode cavity field in the presence of nonlinearities
讨论了$Λ$型三能级原子与双模腔场的相互作用。考虑了失谐量和交叉克尔非线性效应，并假设原子与光场耦合和克尔介质为$f$形变。即使系统看起来很复杂，对于所考虑的模型，整个系统的状态向量的解析形式是准确的。研究了光场的非经典性质如量子纠缠和位置-动量熵测不准关系（熵压缩）的时间演化。在每种情况下，详细分析了失谐量、广义克尔介质和强度依赖耦合对后者非经典性符号的影响。
2013-03-17 quant-ph
Quantum Teleportation with Atoms Trapped in Cavities
提出了一种利用腔中单原子实现量子隐形传态的方案。该方案是基于绝热通道和偏振测量。我们证明了在成功概率为1/2，保真度为1的条件下，将一个囚禁在腔中的原子的内部态传送到另一个囚禁在腔中的原子是可能的。该方案是抵抗一些相当大的缺陷，如违反的Lamb-Dicke条件，弱原子-腔耦合，自发发射，和检测效率低下。
2005-09-13 quant-ph
A position-momentum EPR state of distantly-separated trapped atoms
我们提出了一个制备一对远距离囚禁原子的位置和动量EPR态的方案。该方案利用非简并光学参量放大器输出的纠缠光场。在腔QED中，这些光场与被囚禁原子的运动态之间的量子态交换是通过相互作用实现的。
1999-07-13 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
Trapped ion-mediated interactions between two distant trapped atoms
本研究理论证实囚禁离子可介导远距离囚禁原子间的强相互作用，通过玻恩-奥本海默近似计算了绝热势与声子模式，分析了非绝热效应的规范结构与几何相位，为量子计算及分子物理研究提供新方向。
2023-10-08 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
Quantum States of a Two-Level Atom trapped in a Helical Optical Tube
研究了被光学偶极势囚禁的二能级Rb原子与螺旋光管光场相互作用时的量子化态。分析表明，定态可以定义为一个三重量子数和相应的波函数呈现扭曲，螺旋状的三维空间形状。
2022-02-07 quant-ph
Transfer of trapped atoms between two optical tweezer potentials
被困，激光冷却的铷原子之间转移两个强聚焦，水平，正交相交的激光束。研究了传输效率随光束轴间垂直距离的变化规律。当距离等于束腰半径时，得到了最佳传输。数值模拟很好地再现了实验结果。
2006-06-01 quant-ph
Broadband laser cooling of trapped atoms with ultrafast pulses
利用锁模激光器产生的超快脉冲演示了射频阱中原子离子的宽带激光冷却。单离子的温度是通过观察离子在已知的谐波阱势中的时间平均图像的大小来测量的。虽然观察到的最低温度只有大约1 K，但这种方法有效地冷却了非常热的原子，并且可以充分地定位被捕获的原子，以产生接近衍射极限的原子图像。
2005-07-07 quant-ph
Photon-Photon Entanglement with a Single Trapped Atom
进行了一个实验，其中一个单一的铷原子被困在一个高精细光学腔发射两个独立触发纠缠光子。纠缠是由原子介导的，其特征在于S=2.5的贝尔不等式违反，以及完整的量子态层析成像，导致保真度超过F= 90%。腔QED和捕获原子技术的结合使我们的协议具有内在的确定性-这是分布式量子网络节点之间产生可扩展纠缠的重要步骤。
2008-11-21 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
Conditional phase shifts using trapped atoms
我们描述了一个利用双光子与一个或多个辅助二能级原子系统的相互作用产生条件非线性相移的方案。利用高效的荧光搁置测量，在原子辅助体上诱导出条件场态变换。该方案具有近似确定性，对量子信息应用有明显的好处。
2002-08-26 quant-ph
Electromagnetically Induced Transparency in optically trapped rubidium atoms
我们证明了电磁感应透明（EIT）的样品中的铷原子，被困在一个光学偶极陷阱。将少量的$σ^-$偏振光混合到弱的$σ^+$偏振探测光脉冲中，可以同时测量原子介质的吸收和色散特性。小至4 kHz的功能已被检测到的吸收线与20 MHz的线宽。
2007-01-10 quant-ph
Conditional implementation of a quantum phase gate with distant atoms trapped in different optical cavities
我们提出了一个利用囚禁在不同光腔中的远距离原子有条件实现量子相位门的方案。本方案利用光腔中衰减的偏振光子的量子干涉，在两个相距较远的原子之间有条件地产生所需的量子相位门，而不是原子之间的直接相互作用。该方案只需要线性光学元件和双重符合探测，对量子噪声不敏感。该方案可直接用于制备多个远距离原子的任意量子态。
2004-01-09 quant-ph
Neutral Atoms in Optical Tweezers as Messenger Qubits for Scaling up a Trapped Ion Quantum Computer
提出用光镊穿梭中性原子作为确定性信使，在模块化囚禁离子量子寄存器间执行原子-离子纠缠门，实现比光子互连快两个数量级的远程纠缠。
2025-01-08 quant-ph
Atoms trapped by a spin-dependent optical lattice potential: realization of a ground state quantum rotor
在六角对称的二维自旋相关光晶格势作用下，冷原子气体中被囚禁的原子围绕势极小值进行轨道运动。这样的原子是基本的量子转子。我们发展了这种量子转子的理论。波函数，能量和简并确定玻色子和费米子原子，和磁偶极状态之间的跃迁阐明。在光晶格中，每一个晶胞中只有一个原子的量子转子可以用作高精度的旋转传感器、加速度计和磁力计。
2019-10-11 quant-ph
Transverse confinement in stochastic cooling of trapped atoms
本文考虑了激光束腰等于或小于原子云范围时，囚禁原子的随机冷却。它示出，出现各种效果，由于这种横向约束，其中加热的横向动能。的冷却依赖于激光束的大小和位置的分析结果的情况下，一个非简并蒸汽。
2004-02-02 quant-ph
Cavity cooling of a trapped atom using Electromagnetically-Induced Transparency
提出了一种结合腔增强散射和电磁感应透明的囚禁原子冷却方案。冷却动力学利用了三光子共振，它结合了激光和腔激发。结果表明，相对快速的基态冷却可以实现在Lamb-Dicke制度和大的合作。有效的基态冷却的参数正在进行的实验。
2011-12-01 quant-ph
Cooling the motion of a trapped atom with a cavity field
我们从理论上分析了原子在高精细度光学谐振腔中的冷却动力学。通过适当定制的散射过程来实现冷却，其中原子偶极跃迁将腔光子散射到谐振器外部的电磁场中，或者将受激发射执行到腔模式中，然后通过腔镜消散。我们确定的参数制度中，原子的质心运动可以冷却到基态的外部陷阱。我们预测，特别是，高cooperativities介导的原子跃迁的干扰效应可能会导致更高的效率。的动力学进行了比较与冷却动力学的被困原子内的谐振器中研究[物理评论快报。95，143001，（2005）]，其中原子而不是腔由激光场驱动。
2012-11-07 quant-ph
Coherent generation of EPR-entangled light pulses mediated by a single trapped atom
我们表明，一个单一的，被困，激光驱动的原子在一个高精细光学腔允许量子相干产生的纠缠光脉冲的需求。提出了用于产生同时和时间上分离的脉冲对的方案。激光激发对冷原子量子运动的力学效应分别介导了两个腔模之间和两个后续脉冲之间的纠缠相互作用。纠缠是EPR型的，其程度可以通过外部参数来控制。在产生过程的最后，原子与光场解相关。可能的实验实施的建议进行了讨论。
2005-12-23 quant-ph
Adiabatic Quantum State Manipulation of Single Trapped Atoms
我们使用微波诱导绝热通道内的光学囚禁单个中性Cs原子的字符串的选择性自旋翻转。我们利用磁场梯度使原子的跃迁频率随位置变化。为了翻转选定原子的自旋，我们用光学方法测量它的位置，并在其各自的共振频率上扫描微波频率。我们分析了该方案的寻址分辨率和实验鲁棒性。此外，我们表明，绝热自旋翻转也可以诱导与一个固定的微波频率确定性运输的原子通过共振的位置。
2005-05-31 quant-ph
Analytical solutions for the dynamics of two trapped interacting ultracold atoms
讨论了两个超冷原子在轴对称谐振势中薛定谔方程的精确解。我们研究了不同几何形状的陷阱势，特别是我们研究了准一维和准二维陷阱的本征能量和本征函数的性质。我们表明，准一维和准二维制度的两个原子已经可以实现在陷阱与适度大（或小）的比例的捕获频率在轴向和横向方向。最后，我们将我们的理论应用于囚禁原子的费什巴赫共振。在我们的描述中引入一个依赖于能量的散射长度，我们解析地计算了存在费什巴赫共振的两个囚禁原子的本征能量。
2006-04-27 quant-ph
Entanglement dynamics of a strongly driven trapped atom
研究了被囚禁原子在两束激光驱动下的电磁诱导透明过程中，原子内部电子和外部振动自由度之间的纠缠。结果表明，复杂的纠缠动力学的基本特征可以追溯到朗道-齐纳分裂（避免交叉）的原子-激光场哈密顿量的频谱。我们进一步构造了一个有效的哈密顿量来描述自发发射过程引起的耗散下的纠缠行为。所提出的方法是适用于广泛的情况下，通过适当的激光场的电子和平移自由度的被困原子之间的纠缠控制。
2011-01-05 quant-ph
Enhanced dark-state sideband cooling in trapped atoms via photon-mediated dipole-dipole interactions
分辨边带冷却是将原子冷却到运动基态的关键步骤，这在基于原子的量子技术中是必不可少的。在这里，我们提出了一个增强的暗态边带冷却囚禁原子利用光子介导的偶极-偶极相互作用。通过将原子放置在魔粒间距离处，我们在目标原子中表现出优于冷却行为，这超过了单个原子所允许的极限。我们进一步研究了不同的原子配置在多原子设置与激光失谐和不同的光偏振角，其中多个魔间距可以识别和冷却性能的适度改善，预计随着原子数量的增加。我们的研究结果提供了深刻的见解与集体和光诱导的长程偶极-偶极相互作用的原子的亚反冲冷却，并铺平了道路，实现真正的量子操作在多个量子寄存器。
2022-10-12 quant-ph
Quantum frequency estimation with trapped ions and atoms
本文讨论了用量子增强方法测量Paul阱中离子和光晶格中中性原子跃迁频率的策略。我们表明，只有边际量子改进可以实现使用标准拉姆齐干涉在集体退相，这是在相关的实验设置中的噪声的主要来源的存在。因此，我们分析的方法的基础上消相干自由子空间，并证明量子增强可以很容易地实现，即使在显着不完善的状态准备和错误的检测的情况下。
2012-04-20 quant-ph
Multipartite entanglement purification for three-level trapped atom systems
提出了一种利用光子法拉第旋转实现多体三能级原子纠缠对纠缠纯化的方案。在这种EPP中，多体原子纠缠态可以通过一些单光子的作用得到纯化。该协议利用光子法拉第旋转来实现受控非门的功能。纯化后的多体原子纠缠态可以保留，并可以重复使用，以达到更高的保真度。
2012-10-26 quant-ph
Free-space lossless state-detection of a single trapped atom
我们演示了一个单一的铷87原子被困在一个光镊的无损状态选择性检测。该检测类似于用于捕获离子的检测。在暗态或亮态制备后，我们通过发送仅将激发态耦合到亮态的激光来探测原子的内部状态。激光诱导荧光由高数值孔径透镜收集。检测的单次激发保真度为98.6（0.2）%，并且目前受到检测器的暗计数噪声的限制。该方法的简单性为中性原子的量子操纵开辟了新的前景。
2010-12-20 quant-ph
Laser cooling of single trapped atoms to the ground state: a dark state in position space
我们提出了一个方案，允许激光冷却囚禁原子的基态的一维限制势。该方案基于通过设计激光轮廓来创建暗态，以便将最热的原子相干泵浦到另一个内部能级，然后再泵浦回来。该方案在Lamb-Dicke极限之外有效。我们提出了一个完整的量子处理的一维模型的结果。
1997-10-13 quant-ph
Micromotion in trapped atom-ion systems
我们检查谐波近似的有效性，其中的射频离子阱被视为谐波陷阱，在关于一个被困原子和一个单一的被困离子的受控碰撞的问题。这相当于研究微运动的影响，因为这种运动必须被忽略的捕获离子被视为谐振子。应用Cook和Shankland变换，我们发现微运动可以用两个周期振荡算子来表示。为了研究微运动对囚禁原子-离子系统动力学的影响，我们利用数值积分计算了微运动算符的耦合强度，并利用Floquet方法计算了系统的准能量.结果表明，当原子与离子阱之间的距离小于某一特征距离时，微运动是不可忽略的。在此范围内，当考虑到微动时，系统的能量图显著地改变，这对于基于被捕获的原子-离子系统的绝热过程的应用导致不期望的结果。我们提出了一个简单的方案，绕过微动效应，以成功地实现量子控制相位门先前提出的，并创建一个原子-离子大分子。本文提出的方法不仅限于囚禁原子-离子系统，而且可以很容易地应用于研究任何涉及单个囚禁离子的系统中的微动效应。
2012-07-09 quant-ph
Determination of entangled quantum states of a trapped atom
提出了一种测量囚禁原子的纠缠振动量子态的方法。它是基于系统的非线性动力学，通过共振驱动弱电子跃迁出现。所提出的技术允许直接采样的Wigner函数矩阵，显示所有已知的信息的原子的运动和电子的自由度的量子相关性。它为检验有关相互作用现象的量子理论的基本预言开辟了新的可能性。
1997-05-15 quant-ph
Cavity QED and quantum information processing with "hot" trapped atoms
提出了一种在高Q腔中实现腔QED和量子信息处理的方法。由于原子的热运动，该系统超出了Lamb-Dick极限。我们的方法是基于绝热通道，这使得相关的动力学不敏感的原子位置的随机性与适当的相互作用配置。从近似解析计算和精确数值模拟两个方面证明了该方法的有效性。我们还讨论了各种应用这种方法的基础上，目前的实验技术。
2002-08-08 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
Dynamics of trapped atoms around an optical nanofiber probed through polarimetry
光阱外的倏逝场可以对中性原子产生光阱。我们提出了一种非破坏性的方法来表征这样的陷阱电位。非共振线偏振探测光束在ONF中传播时，会经历一个由沿ONF两侧被囚禁原子产生的慢偏振轴，原子的横向运动通过原子折射率的变化而被印刻在探测光偏振上。通过施加一个瞬态脉冲，我们测量一个时间相关的偏振旋转的探测光束，提供了一个快速和非破坏性的测量的光学捕获频率。
2017-03-27 quant-ph
Modeling the atomtronic analog of an optical polarizing beam splitter, a half-wave plate, and a quarter-wave plate for phonons of the motional state of two trapped atom
在本文中，我们提出了一个方案来模拟光学元件的声子模拟，包括偏振分束器，一个半波片，和一个四分之一波片，以及CNOT和泡利门的实现，通过使用两个原子限制在一个二维平面。原子的内部态被认为是里德伯圆态。利用这个模型，我们可以操纵原子的运动状态，在光机械集成电路的量子信息处理和量子模拟的可能应用。为此，我们研究了两个囚禁原子与两束圆偏振拉盖尔-高斯光束的相互作用，使得光束选择性地只照射其中一个原子。
2017-08-26 quant-ph
Virtual-photon-induced quantum phase gates for two distant atoms trapped in separate cavities
我们提出了一个方案，实现量子门的两个原子被困在遥远的腔连接的光纤。两个分布式量子比特之间的有效长距离耦合是在没有通过光纤的光子的激发和传输的情况下实现的。由于腔模和光纤模从不填充，原子也不经历跃迁，因此当环境中的热光子可以忽略不计时，门操作对退相干效应不敏感。该方案为量子信息处理器的网络化和实现分布式、可扩展的量子计算开辟了广阔的前景。
2012-03-02 quant-ph
Submicrometer position control of single trapped neutral atoms
我们用光学方法探测储存在驻波偶极阱中的单个中性铯原子的位置，亚波长分辨率为143 nm rms。同时捕获的两个原子之间的距离测量精度甚至更高，为36 nm rms。我们解决了由于532 nm的空间周期的驻波势的原子间距离的离散性，并推断出分离原子的捕获势阱的确切数量。最后，结合一个初始位置检测与控制运输，我们把单原子在一个预定的位置沿陷阱轴在300 nm RMS。
2005-08-02 quant-ph
Doppler cooling of an optically dense cloud of trapped atoms
本文研究了用激光冷却极化囚禁原子云到多普勒温度的一般技术。利用偏振光的一维光学糖蜜冷却阱中原子的轴向运动自由度。径向自由度的冷却可以通过光学致密云中散射光子的再吸收来模拟。我们目前的实验结果的铬原子云的磁阱。一个简单的模型的基础上速率方程与实验结果定量一致。这个方案使我们能够很容易地准备一个稠密的原子云在磁阱与理想的蒸发冷却的起始条件。
2002-08-20 quant-ph
Quantum Information Processing with Trapped Neutral Atoms
量子信息可以使用大量的超冷和被捕获的中性原子来处理，自然地建立在为高精度光谱学和计量学开发的技术基础上。本文回顾了一些最重要的协议，通用量子逻辑与被困中性，以及历史和国家的最先进的实验工作，以实现这些在实验室中。一些一般性的意见，关于不同的策略，量子比特编码，运输和相互作用，包括退相干率和twoqubit门错误的可能性之间的权衡。在设计一个通用的中性原子量子处理器之前，必须通过进一步改进逻辑协议和捕获技术来解决这些权衡。
2004-04-08 quant-ph
Gate fidelity, dephasing, and "magic" trapping of optically trapped neutral atom
门操作的保真度和被囚禁在光偶极阱中的中性原子的相干时间是应用的优点。囚禁原子的运动是影响门保真度和相干时间的关键因素之一。在分析这种影响时，将该运动视为经典振子。这里我们把原子的运动看作量子振荡器。在分析量子门的保真度和退相干时，考虑了原子振动态的布居数。我们表明，相干旋转门的保真度是显着的热囚禁原子的温度限制。我们还证明了如果微分频移稳定且振动态不发生变化，则由于原子热运动引起的两个超精细态之间的退相可以自然地再相位化。还讨论了陷阱激光强度起伏引起的退相干。通过将原子冷却到振动基态和/或使用蓝失谐陷阱，可以显著提高门保真度和相干时间。更重要的是，我们提出了一个“魔术”的捕获条件，准备原子进入特定的振动状态。
2022-08-01 quant-ph
Cavity-QED with cold atoms trapped in a double-well potential
研究了腔qed系统的相互作用动力学，其中两能级原子被囚禁在双势阱中，腔模的频率与原子能级的分裂有很大的失谐，由探测激光驱动。原子的质心运动与腔模之间的相互作用是由原子与光场的位置相关耦合引起的。该系统的动力学特征在于两个不同的时间尺度，原子阱间隧穿速率的倒数和腔损耗速率的倒数。该系统在短时间和长时间区间表现出截然不同的（准）稳态行为。
2007-10-17 quant-ph
Quantum jumps induced by the center-of-mass motion of a trapped atom
从理论上研究了囚禁原子共振荧光中量子跃迁的发生。在这里，原子被激光冷却在一个配置的水平，使得量子跳跃的发生相关联的振动质心运动的变化由一个声子。的统计发生的暗荧光期间的物理参数的函数和共振荧光光谱中的相应功能进行了研究。我们讨论的信息，可以提取的原子运动从观察的量子跳跃在考虑的设置。
2010-12-16 quant-ph
Cooling trapped atoms in optical resonators
我们导出了一个方程的冷却动力学的量子运动的原子被囚禁在一个外部的潜力内的光学谐振腔。这个方程具有广泛的有效性，并允许我们确定新的制度，运动可以有效地冷却到潜在的基态。我们的研究结果表明，运动是严重影响的量子关联诱导的机械耦合与谐振器，这可能会导致选择性抑制某些跃迁的适当的参数制度，从而提高冷却效率。
2007-03-20 quant-ph
Reversible state transfer between light and a single trapped atom
本文研究了平均光子数n巴~= 1.1的相干态与囚禁在高精细度光腔模中的原子的超精细态之间的可逆映射。基本过程的相干性是通过将原子态映射回场态来验证的，这种映射依赖于原始相干态的相位。我们的实验代表了实现基于腔QED的量子网络的重要一步，其中量子态的相干传输使得量子信息能够在网络中分布。
2007-02-27 quant-ph
Laser cooling with electromagnetically induced transparency: Application to trapped samples of ions or neutral atoms
利用量子干涉剪裁的三（或多）能级系统的吸收分布，提出了一种新的基态激光冷却囚禁原子的方法。在冷却速率与常规边带冷却相当的情况下，可以实现较低的最终温度。该方法在实验上实现冷却一个单一的钙$^+$离子到其振动基态。由于可以同时冷却宽频带的振动频率，因此该技术对于冷却较大的离子串将特别有用，从而对于基于捕获离子的量子寄存器的初始化具有重要的实际意义。我们还讨论了它在不同能级方案中的应用以及在大失谐驻波激光场囚禁的中性原子基态冷却中的应用。
2001-07-17 quant-ph
Protocol for Hybrid Entanglement Between a Trapped Atom and a Semiconductor Quantum Dot
我们提出了一个原子和固态系统之间的量子光学接口。我们证明了单个囚禁原子中的量子态与半导体量子点中的量子态可以通过它们与经典激光场的共同相互作用而纠缠。由此产生的散射光子的干涉和检测可以预示着不同的原子和固态量子比特的纠缠。我们开发了一个协议，可以成功，尽管在两个基于物质的量子位的辐射特性的显着不匹配。我们详细研究了一个特殊的情况下，这种接口适用于一个单一的捕获\Yb离子和腔耦合InGaAs半导体量子点。纠缠保真度和成功率被发现是强大的广泛的实验非理想效应，如色散失配，原子反冲，和多光子散射。我们的结论是，在现实的实验条件下，应该有可能产生这些互补量子比特系统的高度纠缠态。
2009-07-02 quant-ph
Induced Magnetic Monopole from Trapped $Λ$-Type Atom
研究了两个Rabi跃迁分别与两个具有相同失谐量的经典光场耦合的电磁诱导透明（EIT）态中囚禁原子的空间运动.当内部自由度与质心的空间运动在Born-Oppenheimer近似下解耦时，证明了一定形状的光可以为原子提供一个有效的磁共振场，即与Berry相位有关的感生规范场.这种人工磁致伸缩结构在表征能谱中表现出来。
2004-04-20 quant-ph
Non-linear optics with two trapped atoms
从理论上证明了谐振腔中的两个原子偶极构成了一个非线性介质，其性质可以通过腔内原子的相对位置以及驱动激光的失谐量和强度来控制。我们确定的参数制度，系统作为一个参量放大器，基于级联发射的集体偶极的原子，并确定相应的频谱压缩的字段在腔输出。这种动力学可以作为激光冷却原子在谐振腔中自组织的结果来观察。
2007-08-10 quant-ph
Quantum Fluctuations of a Single Trapped Atom: Transient Rabi Oscillations and Magnetic Bistability
分离单个原子并监测其共振荧光是研究辐射与物质相互作用中量子效应的有力工具。在这里，我们提出了一个孤立的中性原子存储在磁光阱的量子动力学的观察。通过原子共振荧光中的光子关联，我们证明了与原子瞬态拉比振荡相对应的光子反聚束现象。通过对偏振敏感的光子关联，我们展示了一个新的解决量子涨落的例子：原子的自发磁取向。这些效应只能用单个原子观察到。
2000-03-22 quant-ph
Correlated motion of two atoms trapped in a single mode cavity field
研究了被囚禁在远场的两个原子在受驱动的驻波高Q光学谐振腔中的运动。即使没有任何直接的原子-原子相互作用，原子也通过它们对腔内场的位置依赖性影响而耦合。对于足够好的捕获和低的腔损耗，原子运动变得显著相关，并且两个粒子优先以90度的相对相移在它们的阱中振荡。相关性的出现严重限制了腔的冷却效率，将可实现的温度提高到多普勒极限。相关性的物理起源可以追溯到空腔介导的交叉摩擦，即一个粒子上的摩擦力取决于第二个粒子的速度。选择适当的操作条件允许工程这些长程相关性。此外，这种交叉摩擦效应可以为遥远的被困云的共振冷却提供基础。
2004-04-27 quant-ph
Interference scheme to measure light-induced nonlinearities in Bose-Einstein condensates
Gross-Pitaevskii方程中的光致非线性项来自于两个原子之间的光子的受激相干交换。对于光学偶极阱中的原子，这种效应取决于俘获激光束的空间分布。两种不同的激光束可以诱导相同的陷阱势，但非常不同的非线性。我们提出了一个计划来测量光致非线性，这是基于这一观察。
2003-12-24 cond-mat.soft quant-ph
Tunable bandwidth and nonlinearities in an atom-photon interface with subradiant states
单光子水平的光学非线性是构建高效光子-光子门和实现量子网络的关键特征。这样的光学非线性可以使用理想的二能级系统获得，例如耦合到光学腔的单个原子。然而，虽然有效，但是这样的原子-光子界面呈现由自发发射时间确定的固定带宽，并且因此由腔增强的两级跃迁的光谱宽度确定，从而阻止了到单个量子网络中的带宽失配的原子系统的有效传输。在目前的工作中，我们提出了一个可调的原子-光子界面，利用两个略有不同的原子系统的直接偶极偶极耦合。研究表明，当与腔模弱耦合并通过偶极-偶极相互作用直接耦合时，两个微失谐原子系统的次辐射模是光学可寻址的，并呈现出宽的可调谐带宽和单光子非线性。
2018-07-11 physics.optics quant-ph
Thermalization of a Trapped Single Atom with an Atomic Thermal Bath
我们研究了囚禁在光镊中的单原子与不同种类的超冷原子热浴的相互作用。由于被囚禁原子与镀液原子之间的碰撞，被囚禁原子的振动态占据发生变化，从而与镀液达到热平衡。利用蒙特卡罗模拟，我们描述了单原子的热化过程，并研究了如何利用热化过程来冷却原子。我们的模拟表明，在已知的实验限制，它是可行的，以冷却一个被困的单原子与热浴。
2021-03-06 physics.atom-ph quant-ph
Sympathetic and swap cooling of trapped ions by cold atoms in a MOT
一个冷却和捕获的离子和原子的混合系统，为离子辅助冷化学和新颖的多体研究铺平了道路。由于单个俘获机制的不同，被俘获的原子明显比被俘获的离子冷，因此在组合系统中，强的二元离子$-$原子相互作用导致从离子到原子的热流。相反，被捕获的离子也可以被冷原子碰撞加热，使离子和原子之间的平衡变得有趣。在这里，我们的实验表明，铷离子（Rb $^+$）冷却接触磁光捕获（MOT）Rb原子，相反的一般预期的离子加热等离子和原子质量。从理论上解释了冷却机理，并用数值模拟加以验证。共振电荷交换（RCx）碰撞，它允许交换冷却的离子与原子，其中一个单一的掠射碰撞事件带来的快速离子休息的重要性进行了讨论。
2011-12-26 physics.atom-ph quant-ph
Strong coupling between a trapped single atom and an all-fiber cavity
我们研究了一个在强耦合区囚禁单原子的全光纤腔QED系统。我们使用了一个双折射法布里-珀罗腔，即一个夹在两个光纤布拉格光栅反射镜之间的光学谐振腔。对单原子在态不敏感双原子阱中的腔透射谱的测量清楚地揭示了真空拉比分裂。
2015-08-26 physics.optics quant-ph
