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光学准晶体的八倍方式
固态准则的异常结构特性到目前为止已经建立了良好，在第一个出版物之后超过四分之一以上[1]。最好通过标准的结晶方法获得的最佳准甲基盐样品在非常狭窄的，可降低的差异峰上得到了完美的序列。在没有翻译不变性的情况下，准晶体可以具有禁止晶体的旋转对称性，例如5倍或在当前情况下为8倍对称。准晶体中local环境的重复性的特性可确保原子的相同有限的配置彼此近似。准晶体在长度尺度的变化方面具有自相似性。这些特性导致人们期望这些物质中的新物理特性，实际上，它们被认为具有有趣的电子，磁性和机械性能。不幸的是，对这些材料的理论理解落在了实验发现后面，部分原因是固态准晶体通常是双合金或三元合金。它们的结构复杂性使得无法使用分析方法，并且将数值计算扩展到极限。因此，实现单个组件的准物质是一个长期的目标。我们最近展示了[2]如何使用四个固定波激光场引起的光势来捕获颗粒，并实现具有八倍符号的二维式准二维结构。当被困颗粒为原子时，de-在本文中，我们提供了该结构的详细信息，即8倍的Quasicrystal，它与众所周知的八角形（或Ammann-Beenker）瓷砖固定器[3]密切相关。
双原子碱分子的势能曲线-...
势能（超）表面描述分子系统电子态的能量及其随原子核位置变化而变化，形成分子几何的“能量景观”。它是分析分子构象、过渡态和化学反应动力学的重要工具（Thru lar 等人，1987 年）。在只有两个原子的双原子分子中，原子核的位置只能用一个坐标表示，因此势能表面简化为势能曲线 (PEC)。每条曲线对应一个电子态的群表示和角动量。数据集中核间距离的范围取决于所述系统。我们的数据集由几个选定的双原子分子系统组成，由碱金属原子对创建。这种二聚体在超冷（内部温度在 mK 范围内）分子系统、玻色-爱因斯坦凝聚和化学反应相干控制的应用中特别受关注。强极性超冷分子的可能应用包括利用极性分子之间的长距离电偶极-偶极相互作用来设计光学量子系统。极性分子的内部自由度可用作量子信息的媒介。在强激光场产生的光学晶格中创建、存储和控制此类分子可用于构建量子计算机（Pazyuk，2015 年）。
超人带微波辐射从近和中间...
同意与我们已经测量的GHz 10相对应的微波炉时期的数量级。在图S1（c）中可以反映t对ϵ Q的弱依赖性，因为相对于NIR脉冲，mir激光脉冲通常较小（因此频率更高）。这种简单的计算仅是为了插图，而忽略了电子碰撞和由于电子从等离子体表面的偏移而产生的静电场，从而使其带来正电荷。在单个pi-cosecond时标（例如，参见[12]）上，都出现在单个pi-cosecond时标上的胶率和等离子频率（等离子体对电荷分离的响应率），这意味着应强烈抑制膨胀波。此外，大多数电子在激光场振荡的峰值附近出生冷，尽管在等式中引用了流体动力学概念，但在ϵ Q的阶数的人口比例很小。S3和S4。准确计算少量能量在ϵ Q处的电子如何转化为纵向表面电流和微波辐射，将需要对系统的完全动力学描述，在实践中，这意味着粒子中的粒子（PIC）模拟，对系统的空间和时间大小。通过在高压气体中NIR激光脉冲的燃料产生的血浆的最新理论分析发现，正如我们在这里提出的那样，电子群体的热膨胀会导致产生径向电气场[13]。模型仅解释了径向尺寸，并且在60个气氛下而不是在一种大气中的空气中为氩气而制作量。然而，它表明激光脉冲的PASAGE后血浆动力学和碰撞动力学并非乏味，因为在等离子体的时间演变中存在多个阶段。
通过微波驱动的自旋翻转阻塞在中性原子中纠缠量子逻辑门
里德堡偶极子阻塞已成为诱导中性原子量子比特之间纠缠的标准机制。在这些协议中，将量子比特态耦合到里德堡态的激光场被调制以实现纠缠门。在这里，我们提出了一种通过里德堡修饰和微波场驱动的自旋翻转阻塞来实现纠缠门的替代协议 [ 1 ]。我们考虑在铯的时钟状态中编码的量子比特的具体示例。辅助超精细态经过光学修饰，使其获得部分里德堡特性。因此，它充当代理里德堡态，具有充当阻塞强度的非线性光移。可以调制将量子比特态耦合到该修饰辅助态的微波频率场以实现纠缠门。为光学区域设计的逻辑门协议可以导入到这种微波区域，对此实验控制方法更为稳健。我们表明，与通常用于里德堡实验的强偶极子阻塞模式不同，采用中等自旋翻转阻塞模式可使门运行速度更快，里德堡衰变更小。我们研究了可以产生高保真度双量子比特纠缠门的各种操作模式，并描述了它们的分析行为。除了微波控制固有的稳健性之外，我们还可以设计这些门，使其对激光振幅和频率噪声更具稳健性，但代价是里德堡衰变略有增加。
![arXiv:2310.18242v2 [quant-ph] 2024 年 9 月 16 日](/simg/f\fcfb63da16174960f1681e0a98ec88c8e066ca21.webp)
arXiv:2310.18242v2 [quant-ph] 2024 年 9 月 16 日
引言：里德堡原子中的电子可以被激发到非常大的主量子数[1-3]。由此产生的大偶极矩和极化率会导致特殊效应，如偶极阻塞：在特定体积内，由于前述偶极相互作用，一个以上的原子激发到里德堡态受到抑制[4]。相反，当激发激光与共振频率负向失谐时，会发生反阻塞或促进效应：单个初始激发会在相邻原子中引起更多的激发[5]。将阻塞和促进效应结合起来可以为里德堡原子网络中激发的相干操控提供灵活的方案[6，7]。里德堡原子网络的固有物理特性和相干原子操控方面的卓越技术[8-10]为量子模拟器和更广泛的量子技术提供了丰富多彩的工具箱[1-3，11-17]。里德堡网络还为量子信息处理器提供了有希望的基础[18-20]。我们的方法受到了原子电子学的启发，它封装了超冷原子的属性，通过不同形状和强度的激光场创建电路[21-25]。特别是，诸如原子电子晶体管和冷原子开关之类的原子器件已经被提出[26-28]并实现[29]。执行经典模拟或数字计算的另一个重要构建块是二极管。与电子器件一样，原子电子二极管也是通过将掺杂的导电冷原子系统组合在一起而提出的 [ 21 , 30 , 31 ]。在这里，我们展示了如何利用上述对里德堡激发的控制来构想特定的原子电子器件，其中动力学涉及里德堡激发而不是物质。激发的转移和控制是通过促进机制进行的，其中原子的激发态通过范德华相互作用结合适当选择的频率失谐在相邻原子中诱导激发。通过将这个想法应用于不同的网络，
使用光子减速
使用当今的激光技术。寻求Attsond激光脉冲是激光物理学研究的最前沿（1-3）。脉冲可能会引起Attoelectronics的发展，从而可以研究动力学并控制生物学，化学和固态物理学的电子过程，并以相同的方式导致Femtsecond Laser Technology导致FEMTEMETION（1）。另一方面，最先进的超强度激光器可以输送高达1 pw，脉冲持续时间从500 fs降至18 fs，在800 nm至1 m（4）。可以识别出通往Attsond脉冲的两条路径；与固态激光振荡器技术相关的第一个（5）将最短的激光脉冲的极限降低到近IR中的4.5 fs到可见域。在这些波长下，打破了Attosend阈值意味着产生亚周脉冲（6，7）。另一个路径是基于通过强烈的飞秒激光脉冲在稀有气体电离中产生的一些短波长竖琴的仔细组合（8），导致100-极端的紫外线脉冲（3）。产生更短的单周期的可能性，超强脉冲为新的未探索物理学开辟了道路，并可能产生超明显的attosecond脉冲（3）。超短脉冲产生和计算的当前方法已经按照传统材料的线性和非线性光学的限制（5）。超强激光的进一步发展必须基于相对论强度的非线性光学（能够处理高功率密度和热负荷的介质）（9）。一个例子是，Shvets等人最近引入了光学参数AM-PLIFIER（10）的等离子体。（11）。在本文中，我们提出了一种将现有最短的脉冲进一步缩短到超强单周期脉冲的方法。此方法基于血浆中激光脉冲经历的频率降档（或光子减速），因为与相对论质量非线性和激光唤醒场的合并自我相互作用（12）。光子频率降档伴随着总波动的保护，导致激光场矢量电位的强烈增强（13）。相对论自我关注还提供了峰值激光场的加法放大。使用三维（3D）和二维（2D）粒子中的粒子（PIC）仿真，我们发现该方法适用于脉冲宽度，激光频率，激光强度和血浆密度的广泛参数。该方法是一般且健壮的，因为可以调节等离子体密度以在较大的频率和脉冲持续时间内生成脉冲。尽管以前的作品（6，7）在产生单周期
克里斯蒂娜·切尔托阿杰
6 Barseghyan, MG；Mughnetsyan, VN；Perez,；Kirakosyan, AA；Laroze, D 杂质对强 THz 激光场下 GaAs/Ga1-xAlxAs 量子环中 Aharonov-Bohm 振荡和带内吸收的影响 PHYSICA E-低维系统与纳米结构 卷：111 页：91-97 出版日期：2019 年 7 月，DOI：10.1016/j.physe.2019.03.003 WOS：000465001500012 7 Chakraborty, Tapash；Manaselyan, Aram； Barseghyan, Manuk，在 ZnO 界面处点环纳米结构中电子电荷和自旋分布的有效调整，PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES 卷：99 页数：63-66 出版日期：2018 年 5 月，DOI：10.1016/j.physe.2018.01.013，WOS：000428346500009 8 Baghramyan, Henrikh M.；Barseghyan, Manuk G.；Kirakosyan, Albert A.； Ojeda, Judith H., (Bragard, Jean, Laroze, David 通过太赫兹激光场对双量子环各向异性特性的建模，SCIENTIFIC REPORTS 卷：8 文章编号：6145 出版日期：2018 年 4 月 18 日，DOI：10.1038/s41598-018-24494-w，WOS：000430279300003 9 Chakraborty, Tapash；Manaselyan, Aram；Barseghyan, Manuk；Laroze, David 单量子环中电子态的可控连续演化 PHYSICAL REVIEW B 卷：97 期：4 文章编号：041304 出版日期：2018 年 1 月 31 日，DOI：10.1103/PhysRevB.97.041304， WOS:000423656600001 10 Baghramyan, Henrikh M.; Barseghyan, Manuk G.; Laroze, David 强太赫兹辐射下横向耦合量子环的分子光谱 SCIENTIFIC REPORTS 卷：7 文章编号：10485 出版日期：2017 年 9 月 5 日，DOI：10.1038/s41598-017-10877-y，WOS:000409309300073 11 Chakraborty, Tapash；Manaselyan, Aram；Barseghyan, Manuk ZnO 界面处人造原子的相互作用驱动的独特电子态 JOURNAL OF PHYSICS-Condensed MATTER 卷：29 期：21 文章编号：215301 出版日期：2017 年 6 月 1 日，DOI： 10.1088/1361-648X/aa6b97，WOS：000400092400001 12 查克拉博蒂，塔帕什；马纳塞良，阿兰； Barseghyan，Manuk，ZnO 量子环中相互作用电子的不规则阿哈罗诺夫-玻姆效应《凝聚态物理学杂志》卷：29 期：7 文章编号：075605 发布时间：2 月 22 日，DOI：10.1088/1361-648X/aa5168， WOS：000391964700003 13 Barseghyan，MG；基拉科相，AA； Laroze, D., 激光驱动的二维量子点和量子环中的带内光学跃迁光通信卷：383 页：571-576 出版日期：2017 年 1 月 15 日，DOI：10.1016/j.optcom.2016.09.037，WOS：000386870700088 14 Laroze, D.; Barseghyan, M.; Radu, A.; (Kirakosyan, AA 二维量子点和量子环中的激光驱动杂质态 PHYSICA B-CONDENSED MATTER 卷：501 页：1-4 出版日期：2016 年 11 月 15 日，DOI：10.1016/j.physb.2016.08.008，WOS：000386815500001 15 Barseghyan, MG，单个量子环中的带内光吸收：静水压力和强激光场效应 OPTICS COMMUNICATIONS 卷：379 页：41-44 出版日期: 2016年11月15日 DOI: 10.1016/j.optcom.2016.05.065, WOS:000378770600008 7 Manaila-Maximean, D.; Cirtoaje，C.；达尼拉，O.； Donescu，D.新型胶体系统：磁铁矿-
激光技术在量子信息科学中的应用
实验物理学的科学进步不可避免地依赖于基础技术的不断进步。激光技术可以实现受控的相干和耗散原子光相互作用，而微光学技术则可以实现标准光学无法实现的多功能光学系统。本论文报告了这两项技术的重要进展，目标应用范围从里德堡态介导的量子模拟和光镊阵列中单个原子的计算到高电荷离子的高分辨率光谱。报告了激光技术的广泛进展：通过引入机械可调透镜支架，外腔二极管激光系统的长期稳定性和可维护性得到显著改善。开发了基于类似透镜支架的锥形放大器模块。二极管激光系统由数字控制器补充，用于稳定激光频率和强度。控制器提供高达 1.25 MHz 的带宽和由商业 STEMlab 平台设定的噪声性能。此外，还开发了针对强度稳定和 Pound-Drever-Hall 频率稳定进行优化的散粒噪声受限光电探测器以及用于 MHz 范围拍音的光纤探测器。通过分析用于波长为 780 nm 的 85 Rb 激光冷却的激光系统的性能，证明了所提出技术的能力。参考激光系统稳定到由调制传输光谱提供的光谱参考。分析该光谱方案以发现高调制指数下的最佳操作。使用紧凑且经济高效的模块产生合适的信号。实现了一种基于光学锁相环的激光偏移频率稳定方案。来自参考激光系统的所有频率锁定均提供 60 kHz（FWHM）的 Lorentzian 线宽以及 10 天内 130 kHz 峰峰值的长期稳定性。基于声光调制器与数字控制器相结合的强度稳定允许在微秒时间尺度上进行实时强度控制，并辅以响应时间为 150 纳秒的采样保持功能。对激光系统的光谱特性提出了很高的要求，以实现量子态的相干激发。在本论文中，通过引入一种用于二极管激光器的新型电流调制技术来增强主动频率稳定的性能。实现了从 DC 到 100 MHz 的平坦响应和低于 90 ◦ 的相位滞后，最高可达 25 MHz，从而扩展了可用于激光频率稳定的带宽。将该技术与快速比例微分控制器相结合，实现了两个激光场，相对相位噪声为 42 mrad rms，用于驱动铷基态跃迁。通过双光子方案进行相干里德堡激发的激光系统通过从 960 nm 倍频提供 780 nm 和 480 nm 的光。从单模光纤获得的 480 nm 输出功率为 0.6 W。两个激光系统的频率都稳定在高精细度参考腔中，导致 960 nm 处的线宽为 1.02 kHz（FWHM）。数值模拟量化了有限线宽对里德堡拉比振荡相干性的影响。开发了一种类似于 480 nm 里德堡系统的激光系统，用于高电荷铋的光谱分析。先进的光学技术也是微光学镊子阵列的核心，它提供了前所未有的系统尺寸可扩展性。通过使用优化的透镜系统与自动评估程序相结合，演示了具有数千个点且阱腰小于 1 µm 的镊子阵列。使用增材制造工艺生产的微透镜阵列实现了类似的性能。微透镜设计针对制造工艺进行了优化。此外，还分析了由于抑制谐振光导致的偶极阱散射率，证明了使用锥形放大器系统生成偶极阱的可行性。