《驅動少阱中少原子隧穿動力學的相干控制》是依託長沙理工大學，由魯耿彪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：驅動少阱中少原子隧穿動力學的相干控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：魯耿彪
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雷射場與原子相互作用是控制原子運動狀態的有效途徑，利用雷射場實現少阱系統中少原子隧穿動力學的相干控制已成為量子調控領域一個非常重要的研究方向。本項目擬在Floquet理論框架下，利用解析分析與數值模擬相結合的手段，通過研究驅動少阱中少玻色原子系統的準能譜結構及量子Floquet態與非Floquet態，展示外場參數取在經典規則和混沌區域時原子的隧穿特性，闡明經典系統中的混沌與其全量子化模型所描述的原子隧穿動力學間的關聯。分析外場作用下具有相互作用的少原子系統中單原子隧穿與關聯對隧穿的參數區域，深入理解原子間的相互作用、外界環境所導致的耗散與外場間的競爭對原子隧穿動力學的影響，揭示不同外場參數區域原子的量子漲落、量子糾纏、以及量子態保真度等量子特徵。基於這些研究結果，我們進一步提出如何利用雷射場實現少阱中少原子隧穿動力學的相干控制的方案，並分析其在量子信息處理及設計新型原子器件等方面的套用。
結題摘要
進入21世紀，迅速發展起來的幾個重大科技領域，無論是化學的選鍵反應、還是計算機與器件的微型化，均出現了相同的發展需求，即都希望能進行原子的量子操控。雷射技術的發展為進行原子的相干控制提供了有效手段，使得雷射與原子相互作用的理論與實驗研究迅速發展起來並取得了巨大的研究進展。雷射場與原子相互作用是控制原子運動狀態的有效途徑，利用雷射場實現光阱系統中冷原子隧穿動力學的相干控制已成為量子調控領域一個非常重要的研究方向。本項目以雷射場控制冷原子在光學阱系統中的隧穿為主要內容，對一維驅動雙阱、三阱、二維驅動四阱及光晶格等經典混沌系統中原子隧穿的相干控制進行了較系統的理論研究。在Floquet理論框架下，利用解析分析與數值模擬相結合的手段，我們研究了雙阱中三個玻色原子的隧穿動力學，在準能譜塌縮點附近得了系統的暗N00N態，並展示了原子的選擇性隧穿效應。對於驅動三阱系統，我們深入研究了雙原子及多原子的隧穿動力學，分析了勢能偏差與原子相互作用的時間調製及原子間的偶極相互作用等對原子隧穿動力學的影響，通過解析得到系統的Floquet態及非Floquet態展示了原子的定向隧穿行為及參數條件。對於外場驅動下四阱單原子系統，我們解析得到了系統的量子態，所得結果提示了在一定的參數條件下原子具有不同路徑的選擇性隧穿行為，並提出了利用所得結果實現量子開關的理論方案。對於光晶格系統，我們研究了系統的經典相空間結構及相應參數區域原子的量子輸運特性。在混沌共振區域，我們發現了混沌幫助原子的退局域化，而在其它混沌區域的參數則導致了原子局域化行為。同時我們分析了光格系統中的相對相位對原子隧穿動力學的影響，提出了相對相位控制原子局域化及定向輸運的方案。我們對原子隧穿動力學的相干操控的研究在目前的實驗條件下可以得到實驗驗證，所取得的研究結果為量子信息處理及設計新型原子器件等方面的研究提供了重要的理論參考。
