《冷原子的快速非絕熱操控及其套用》是依託上海大學，由陳璽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：冷原子的快速非絕熱操控及其套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳璽
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來，申請人及其合作者提出了量子絕熱捷徑技術，加快量子絕熱慢過程，用於實現快速、高保真的量子態製備和操控。目前，量子絕熱捷徑技術已被廣泛套用於原子冷卻，離子轉移，布居數轉移和自旋操控等，逐漸成為原子物理、量子光學、量子控制和量子信息等領域的熱點問題。在此基礎上，本項目旨在將量子絕熱捷徑技術套用於原子快速非絕熱操控中，實現微擾和噪聲情況下原子(離子)轉移和分離等最最佳化設計，並探討其在量子信息、科學與技術中的套用。通過四年的工作，擬取得以下三方面的成果：（1）提出不同微擾和噪聲影響下原子快速冷卻或轉移的方法，並討論其在量子熱機和原子波導等方面的套用；（2）提出與實驗條件相符的離子快速轉移和分離方法，並探討其在量子門操作中的套用；（3）揭示自旋軌道耦合對冷原子非絕熱操控的影響，並提出實現快速原子電晶體和二極體的原理。
結題摘要
本項目圍繞量子絕熱捷徑技術在原子冷卻/轉移等量子信息處理過程中的套用開展研究，促進了量子物理和量子信息等基礎和套用領域的交叉融合。至今發表SCI論文29篇，包括1篇Nature Comm.; 13篇Phys. Rev. A; 3篇 Sci. Rep.; 3篇Opt. Express等, 授權專利1項。主要成果有:(1) 提出了受激拉曼絕熱捷徑的新方案,巧妙地採用修正絕熱波形的手段代替輔助微波，從而可以避免微波帶來的問題。與南大朱詩亮等合作，國際上首次實驗實現了三能級系統的絕熱捷徑過程，並獲得2016年重要光學成果獎。 (2) 設計中性原子和離子的快速高保真的轉移及最最佳化。對量子信息處理及原子干涉儀等具有重要的意義。 (3) 研究了二能級量子態的快速操控及其套用。提出了噪聲和擾動影響下布局數反轉的最佳化操控,並套用於集成耦合光波導和鈮酸鋰晶體光偏振器的設計。利用量子無摩擦動力學和反控制方法提出了自旋糾纏態的快速製備及自旋軌道耦合BEC中的相干操控。 (4) 推廣量子絕熱捷徑技術至非線性系統。得到了非線性二能級系統時間最佳化的解析解，可以用於光晶格BEC和非線性耦合波導的操控；結合變分法和反控制方法提出了BEC孤子的快速高保真壓縮，並套用於量子熱機。這些結果對於量子態的快速相干超快及其在量子信息技術的套用至關重要，目前量子絕熱捷徑技術已經成為研究熱點，得到了國內外實驗小組的廣泛關注和驗證。
