蓝移阱中铯原子磁不敏感态的相干操控
发布时间：2022-01-14 02:29
目前,量子计算、量子通讯是量子物理领域研究的热点。作为存储量子信息以及执行计算的量子态信息载体,量子比特的相干时间是决定量子比特逻辑门相干操控保真度和操控次数的关键性参数。量子计算的研究对象很多,广泛关注的包括超导环、俘获离子、半导体量子点、NV色心以及中性原子等。编码于受控中性原子基态的量子比特由于寿命长,受环境退相干因素影响小,易于精确操控,退相干时间长等优势,是量子计算研究的主要系统之一。同时,光学偶极阱俘获的单个中性原子系统具有良好的可扩展性,能够实现偶极阵列中大规模的量子比特。近年来,不同维度、任意形状的中性单原子阵列的高效装载已经陆续实现,同时高保真的单比特和双比特量子逻辑门高保真度的操控也为中性原子系统的量子计算打下了良好的基础。然而,相较离子系统长达10分钟量级的退相干时间,作为量子计算的主要参数,中性原子体系的退相干时间有待进一步提高。影响单原子体系退相干时间的因素主要有均匀退相干和非均匀退相干两种。原子与外界电磁场的耦合导致了原子量子比特的均匀退相干。其中偶极阱俘获光和磁场起伏等引起的原子基态能级差分光频移的起伏,可以利用“魔术”磁场、“魔术”频率、“魔术”光强等多...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维原子阵列的任意形状的装载(a)为利用空间光调制器（SLM）构建微光阱阵列实验装置；(b)为任意形状二维原子阵列的全装载[16]
第一章绪论3图1.1二维原子阵列的任意形状的装载(a)为利用空间光调制器（SLM）构建微光阱阵列实验装置；(b)为任意形状二维原子阵列的全装载[16]图1.2利用SLM构建三维微型光阱阵列[17]
基于单个中性原子的拉曼边带冷却理论模拟和磁不敏感量子比特相干操控4图1.3三维原子阵列的任意形状的装载[17]1.2.2基于中性原子量子比特相干性以及退相干机制简要分析作为量子计算、量子模拟研究的主要系统，中性原子量子比特的相干操控一直以来都是研究热点。编码于原子基态超精细态的量子比特的相干性和相干时间是量子信息存储和操控的重要的参数。2003年，德国的D.Meschede小组将铯原子俘获在波长为1064nm，阱深为1mK的驻波红移阱中，通过光传送带方法实现原子的微小移动，同时，通过9.2GHz的共振微波脉冲操控原子内态，利用Ramsey干涉条纹和Spin-echo技术测量原子非均匀退相干时间为10.2ms[20]。2006年，M.Saffman小组在87Rb原子系统中，采用双光子拉曼转移测量钟态相干时间为0.87ms[21]。2007年，P.Grangier小组利用双光子拉曼脉冲相干操控87Rb原子钟态跃迁，通过spin-echo技术测量相干时间为34ms[22]。2012年，M.Saffman小组在300蓝移阱中，通过双光子拉曼转移操控铯原子基态量子比特，测量原子相干时间为43ms[23]。原子退相干机制的分析是研究量子比特相干时间延长的主要理论依据。2005年，德国的D.Meschede小组详细分析了驻波偶极阱中由于原子在阱内热运动导致的均匀退相干和偶极阱光强不均匀分布、指向性噪声等引起的退相干机制[24]。考虑到偶极阱光场中原子的偏振极化，2007年，韩国的D.Cho小组理论分析了碱金属原子与
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparison of single-neutral-atom qubit between in bright trap and in dark trap[J]. 田亚莉,王志辉,杨鹏飞,张鹏飞,李刚,张天才. Chinese Physics B. 2019(02)
[2]铷原子磁力仪最佳抽运光强的研究[J]. 李佳佳,丁志超,汪之国,肖光宗,胡绍民. 激光技术. 2016(05)
[3]利用蓝失谐激光诱导微型光学偶极阱中冷原子间的光助碰撞提高单原子制备概率[J]. 刁文婷,何军,刘贝,王杰英,王军民. 物理学报. 2014(02)
博士论文
[1]单原子量子比特的相干操控[D]. 田亚莉.山西大学 2019
[2]基于单个中性原子的量子比特操控[D]. 王志辉.山西大学 2017
[3]光偶极阱中单原子的相干转移和两原子受控碰撞[D]. 杨佳恒.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2016
本文编号：3587625
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维原子阵列的任意形状的装载(a)为利用空间光调制器（SLM）构建微光阱阵列实验装置；(b)为任意形状二维原子阵列的全装载[16]
第一章绪论3图1.1二维原子阵列的任意形状的装载(a)为利用空间光调制器（SLM）构建微光阱阵列实验装置；(b)为任意形状二维原子阵列的全装载[16]图1.2利用SLM构建三维微型光阱阵列[17]
基于单个中性原子的拉曼边带冷却理论模拟和磁不敏感量子比特相干操控4图1.3三维原子阵列的任意形状的装载[17]1.2.2基于中性原子量子比特相干性以及退相干机制简要分析作为量子计算、量子模拟研究的主要系统，中性原子量子比特的相干操控一直以来都是研究热点。编码于原子基态超精细态的量子比特的相干性和相干时间是量子信息存储和操控的重要的参数。2003年，德国的D.Meschede小组将铯原子俘获在波长为1064nm，阱深为1mK的驻波红移阱中，通过光传送带方法实现原子的微小移动，同时，通过9.2GHz的共振微波脉冲操控原子内态，利用Ramsey干涉条纹和Spin-echo技术测量原子非均匀退相干时间为10.2ms[20]。2006年，M.Saffman小组在87Rb原子系统中，采用双光子拉曼转移测量钟态相干时间为0.87ms[21]。2007年，P.Grangier小组利用双光子拉曼脉冲相干操控87Rb原子钟态跃迁，通过spin-echo技术测量相干时间为34ms[22]。2012年，M.Saffman小组在300蓝移阱中，通过双光子拉曼转移操控铯原子基态量子比特，测量原子相干时间为43ms[23]。原子退相干机制的分析是研究量子比特相干时间延长的主要理论依据。2005年，德国的D.Meschede小组详细分析了驻波偶极阱中由于原子在阱内热运动导致的均匀退相干和偶极阱光强不均匀分布、指向性噪声等引起的退相干机制[24]。考虑到偶极阱光场中原子的偏振极化，2007年，韩国的D.Cho小组理论分析了碱金属原子与
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparison of single-neutral-atom qubit between in bright trap and in dark trap[J]. 田亚莉,王志辉,杨鹏飞,张鹏飞,李刚,张天才. Chinese Physics B. 2019(02)
[2]铷原子磁力仪最佳抽运光强的研究[J]. 李佳佳,丁志超,汪之国,肖光宗,胡绍民. 激光技术. 2016(05)
[3]利用蓝失谐激光诱导微型光学偶极阱中冷原子间的光助碰撞提高单原子制备概率[J]. 刁文婷,何军,刘贝,王杰英,王军民. 物理学报. 2014(02)
博士论文
[1]单原子量子比特的相干操控[D]. 田亚莉.山西大学 2019
[2]基于单个中性原子的量子比特操控[D]. 王志辉.山西大学 2017
[3]光偶极阱中单原子的相干转移和两原子受控碰撞[D]. 杨佳恒.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2016
本文编号：3587625
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