《多波混頻對熱原子系綜中里德堡相互作用的相干控制》是依託西安交通大學，由張朝陽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多波混頻對熱原子系綜中里德堡相互作用的相干控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張朝陽
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
理想的量子信息載體是量子信息科學面臨的一個重要核心問題。目前，中性里德堡原子被認為是實現量子邏輯運算最具潛力的信息載體，基於介觀原子系綜中里德堡相互作用的研究已經成為國內外廣泛關注的熱點問題之一。本項目以電磁感應透明技術輔助的里德堡多波混頻過程為手段，探討室溫下多能級原子氣體中里德堡相互作用的相干控制機制，為室溫條件下的量子信息處理提供物理和技術基礎。重點研究多波混頻對里德堡相互作用的相干控制、里德堡相互作用對多波混頻過程的相位調控、空間相位調製的里德堡多波混頻信號的傳輸特性、以及里德堡多波混頻過程中的非線性效應和量子效應。本項目的研究意義在於，利用電磁誘導透明和多波混頻過程可以實現對里德堡信息的無損探測，這對推進里德堡原子在量子信息處理中的套用有著根本意義，而且相比於超冷原子系統，室溫環境下獲得的里德堡相互作用更切合於實際套用。
結題摘要
理想的量子信息載體是量子信息科學面臨的一個重要核心問題。近年來，中性里德堡原子被認為是實現量子邏輯運算最具潛力的信息載體之一，基於介觀原子系綜研究里德堡相互作用已經成為國內外廣泛關注的熱點。本項目以電磁感應透明技術輔助的里德堡多波混頻過程為手段，揭示室溫下多能級原子氣體介質中里德堡相互作用的相干控制機制，為室溫條件下的量子信息處理提供物理和技術基礎。在項目執行期取得如下研究成果：1.通過五束雷射耦合一個五能級原子系統，在實驗上觀測到電磁誘導透明窗輔助的里德堡多波混頻過程；2.實驗揭示里德堡六波混頻、螢光以及探測場透射信號之間的強度關聯；3. 在多能級原子系統中觀測到新型的光學雙穩現象，比較其傳統雙穩的區別，並實驗揭示了真空Rabi分裂與雙穩之間的關係；4. 在實驗上藉助空間光調製器製備渦旋光束，在原子介質中通過原子相干過程產生攜帶軌道角動量信息的多波混頻信號，並研究其在非線性介質中的傳輸效應。5. 在實驗上獲得共存的里德堡態六波混頻和八波混頻信號，並理論和實驗研究了共存多波混頻信號的參量放大過程，參量放大可以有效抵消里德堡激發阻塞對信號強度的抑制，從而提高里德堡多波混頻信號的信噪比；6. 基於里德堡原子的電磁感應透明效應揭示熱原子氣體中的光子-光子相互作用。相關成果研究發表SCI期刊論文10餘篇，獲得陝西省科學技術二等獎，其科學意義在於，利用電磁誘導透明和多波混頻過程可以實現對里德堡信息的無損探測，這對推進里德堡原子在量子信息處理中的套用有著根本意義，而且相比於超冷原子系統，室溫環境下獲得的里德堡相互作用更切合於實際套用。
