冷原子量子存储器的实验研究

发布时间：2020-06-25 06:23

【摘要】：量子存储器在量子信息处理、量子测量、单光子探测、量子力学基本原理验证等众多研究方向都有着越来越显著的应用价值和前景。近十年,量子存储器的研究取得了突飞猛进的发展,极大地促进了量子信息等领域的研究。本论文主要内容就是基于冷原子系综的量子存储器的相关实验研究。主要工作有利用电磁诱导透明技术,成功实现量子比特在窄带纠缠光源和冷原子量子存储器间的相互转换,存储前后光子的极化纠缠等量子特性被很好地保持着：利用环形腔增强技术和拉曼过程实现高效率的极化纠缠态制备、存储和读取,存储读取效率达到75%；实现同时高读取效率和超长存储寿命的高性能量子存储器,其中利用光晶格陷俘和光频移磁补偿技术实现DLCZ存储寿命约0.38秒,利用环形腔增强技术实现存储读取效率约80%。我们相信,本论文中的这些基于冷原子系综的量子存储器相关研究成果和技术进步对未来线性光学量子计算、远距离量子通讯和量子中继、量子密钥分发等领域都有着非常重要的价值,同时对量子物理基本原理的验证也有帮助和促进作用。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O431.2;TP333
【图文】：

轴为光哄装载时间点相对于冷却光关断时间，纵轴为光哄陷俘原子团光学厚度峰值。用区域，也会影响俘获原子数目。图2.2的横坐标为光哄陷俘激光^u启时间点相对于冷却光关断的时间差；纵坐标为拍照光讲束缚原子布局的中心峰值位置的庿原子团光学厚度。激光波长为780.74nm，实验数据点是在关断冷却光，重新粟浦光，磁场等后等待26rns后的原子拍照得到的结果。可以看到，光讲激光与冷却光共存时间稍长，峰值原子的光学厚度就迅速减小。依照所测实验结果，我们设重新冷却光关断0.3ms后开启原子光讲陷俘。接着，我们测量了在光势讲波长780.54nm不同光讲哄深下，势讲所陷俘的原子总数的变化规律。参见图2.3,光哄陷俘原子总数原子与光势讲深近似成线性比例。物理图像上很直观，光势讲越深，可抓取原子系综的有效区域就越大。光哄俘获冷原子

我们测量了在光势讲波长780.54nm不同光讲哄深下，势讲所陷俘的原子总数的变化规律。参见图2.3,光哄陷俘原子总数原子与光势讲深近似成线性比例。物理图像上很直观，光势讲越深，可抓取原子系综的有效区域就越大。光哄俘获冷原子，我们关心和必须考虑的一个物理量，即原子俘获寿命。在只采用一个入射方向的光势讲，原子团很快地就被光散射出成像用CCD相机的工作区域。可精确测量原子团原子数目的时间尺度大致在五六十毫秒。超过该时间尺度，相当多的原子已移出CCD相机成像区域了。在实验数据分析上，很难得到原子数随陷俘时间的衰减寿命。17

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 尹合钰;成日盛;徐正;蔡涵;蒋振南;李铁夫;刘建设;陈炜;;SNSPD的物理模型与研究进展[J];微纳电子技术;2013年11期

2 蔡涵;徐正;尹合钰;日盛;李铁夫;刘建设;陈炜;;强吸收结构高速超导纳米线单光子探测器(英文)[J];低温物理学报;2014年01期

3 周霞;张远坤;王继成;;Jaynes-Cumming模型中几种量子纠缠测量熵的比较[J];光电子技术;2014年01期

4 Alexey E.Rastegin;;Uncertainty and Certainty Relations for Pauli Observables in Terms of R′enyi Entropies of Order α ∈(0;1][J];Communications in Theoretical Physics;2014年03期

5 倪顺利;贺志;姚春梅;;W纠缠辅助下的熵测不准关系[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2014年02期

6 陈昌永;侯其哲;李韶华;;Spin Ensembles Coupled to Superconducting Resonators: A Scalable Architecture for Solid-State Quantum Computing[J];Communications in Theoretical Physics;2014年08期

7 丁丽华;郑帆;郏涛;金飚兵;;具有金纳米小球覆盖的超导纳米线条的Ⅰ～Ⅴ特性[J];低温物理学报;2015年01期

8 ;Efficient fluorescence detection of a single neutral atom with low background in a microscopic optical dipole trap[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2012年09期

9 LIU YiMin;;Virtual-photon-induced entanglement with two nitrogen-vacancy centers coupled to a high-Q silica microsphere cavity[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2013年11期

10 YAO ChunMei;CHEN ZhiHua;MA ZhiHao;SEVERINI Simone;SERAFINI Alessio;;Entanglement and discord assisted entropic uncertainty relations under decoherence[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2014年09期

本文编号：2728986