《單原子的拉曼邊帶冷卻》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由何曉東擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：單原子的拉曼邊帶冷卻
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：何曉東
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以微型光阱中的單原子及單原子陣列為體系，進行量子信息處理和受控的少體相互作用研究是當前的研究熱點。能夠將微型光阱中的單原子的內態和質心運動態耦合起來進行量子操控是進行該項研究的前提。要實現對單原子的內態和運動態的耦合需要將單原子冷卻到質心運動基態。而目前國際上尚未有將微型光阱中的單原子冷卻到質心運動的基態上的報導。這是由於一般的微型光阱不能為原子提供足夠高的諧振頻率，因而不能很好地滿足質心運動基態冷卻所需的Lamb-Dicke條件。本項目擬在運用藍失諧Laguerre-Gaussian偶極勢大幅度提高囚禁於紅失諧微型光阱中的單個原子的諧振頻率，使得原子滿足Lamb-Dicke條件的工作基礎上，對單原子進行拉曼邊帶冷卻，將單原子的質心運動從熱分布態冷卻到基態上，進而實現原子質心運動量子態的製備和操控。這將為實現內外自由度的耦合和調控原子間的相互作用而創造條件。
結題摘要
囚禁在微型光阱中的單箇中性原子已經為在量子信息和量子光學中諸多套用，例如里德堡量子邏輯們、原子與光的耦合等套用提供了一個平台。更進一步的，處於勢阱中基態的單原子可能為合成單個偶極分子或者是量子模擬提供新的可能性。基於此重要性，將單原子的質心運動態冷卻到基態是當前的研究熱點，國際競爭激烈。 通過本項目的實施，我們初步實現了對單原子溫度的大幅降低，獲得了700nK的單原子平台，實現了對單原子量子比特的完全操控，對單原子量子比特物理進行了詳細的實驗研究和理論分析，獲得了一系列的研究成果，初步掌握了對單原子外態和內態的自由度的操控技術和理論基礎，基本完成了本項目的科學目標。
