《基於超冷極性分子的量子態製備與外場操控》是依託山西大學，由賈鎖堂擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於超冷極性分子的量子態製備與外場操控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：賈鎖堂
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子信息科學在經濟發展、國家安全和社會進步等方面有著重要的意義。量子態的製備和操控是進行量子信息處理的基礎，外場作用下的超冷極性分子氣體因其具有永久的電偶極矩和可控的長程偶極-偶極相互作用而成為一種有效的量子態存儲介質。本項目將在超冷極性分子實驗系統的基礎上，重點研究超冷極性分子量子氣體的高效製備和分子量子態操控的新機制。通過磁締合Feshbach共振技術將溫度在微開量級的超冷原子締合成近離解限的弱束縛超冷分子，再採用受激Raman絕熱通道技術,獲得高密度長壽命振轉能級可控的基態超冷銣銫分子。研究高密度超冷極性分子氣體在光格子中的受控機制並研究其碰撞特性及其退相干過程。研究不同外電場條件下的超冷極性分子偶極-偶極相互作用和分子擴散的動力學過程，在超冷極性分子介質中研究分子-分子糾纏態的製備與測量。發展對分子量子態製備和操控的新原理和新技術，在分子量子態的製備、操控及測量方面取得重要進展。
結題摘要
超冷極性分子具有豐富的內態結構和空間不對稱性及永久電偶極矩，其獨特的長程偶極-偶極相互作用有利於外場操控，使其在量子態調控領域具有非常廣闊的套用前景，是當前物理學研究的重要前沿領域，相關研究在精密測量、量子信息、超冷化學和多體物理等被廣泛關注。本項目旨在利用超冷極性分子豐富的內在量子結構，利用光學偶極阱，研究分子間相互作用，製備純基態分子量子態並通過電場、微波場等對其調控。 本項目實施期間研究人員按照研究計畫認真執行，順利完成了如下研究目標：通過俘獲損耗光譜技術和多光子電離技術獲得了詳細的超冷極性分子激發態和基態的光譜，為研究超冷RbCs分子內態結構提供了豐富的能級數據，校準和補充了其他實驗組的相關結果；通過分析光譜數據找到了一條高效製備基態分子的躍遷通道，即通過分子級聯躍遷獲得純基態振轉能級最低的超冷RbCs分子，研究了在光學偶極阱中超冷原子分子的相互作用和碰撞動力學過程；理論和實驗上研究了偶極-偶極相互作用下的分子量子糾纏行為及其對原子分子碰撞動力學的影響；使用微波場對基態超冷分子的轉動態進行了操控，並精確測量了基單態分子轉動常數，通過控制微波脈衝寬度，獲得了轉動態間粒子數布局的拉比振盪信號。通過項目實施，建立了一套運行穩定的製備低溫度高密度長壽命純基態超冷RbCs分子的實驗系統，形成了可以持續開展基於超冷極性分子的基礎研究和相關套用的實驗平台。製備了純基態X1Σ+ (v=0,J=0) 最低振轉量子態的超冷極性分子，研究了偶極-偶極相互作用對原子分子光譜展寬的作用。研究結果和發展的實驗方法為實現超冷極性分子轉動量子態的微波操控和量子模擬提供了理論基礎和技術支持。
