武漢物數(shù)所構(gòu)造新型魔幻光強(qiáng)偶極阱
近日,中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所研究員詹明生領(lǐng)導(dǎo)的課題組實(shí)現(xiàn)了一種新型的魔幻光阱——魔幻光強(qiáng)偶極阱,將囚禁在該微型光阱中的單個(gè)中性原子量子比特的相干時(shí)間延長(zhǎng)上百倍,從毫秒量級(jí)提高至百毫秒量級(jí)。相關(guān)工作發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Phys.Rev.Lett. 117, 123201, 2016)上。 囚禁在光阱中的單個(gè)中性原子及原子陣列是極具前途的量子信息處理與量子模擬的眾多物理候選體系之一。中性原子體系與外部環(huán)境的耦合較之其它體系(如離子、NV色心、量子點(diǎn)、超導(dǎo)線路等)弱,利于大規(guī)模單原子陣列的制備。而要在大規(guī)模的中性原子寄存器中實(shí)現(xiàn)量子信息處理,其中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是單量子比特的相干性在陣列的不同格點(diǎn)中轉(zhuǎn)移時(shí)要能夠很好地保持。通常,量子比特是編碼在Rb原子的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)的鐘躍遷態(tài)中,超精細(xì)能級(jí)劈裂導(dǎo)致阱中原子上下能級(jí)的光頻移不同,即產(chǎn)生微分光頻移。在之前的實(shí)驗(yàn)中,微分光頻移是引發(fā)單原子量子比特轉(zhuǎn)移中相干性丟失的主要因素,通常的動(dòng)力學(xué)退耦的方法也無(wú)濟(jì)于事。這一難題極大地限制了大規(guī)模中性原子量子信息處理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。 |