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里德伯镊子阵列中的超固体性
在本文中，我们预测在原子阵列中存在超固体相，其中所有原子都被激发到它们的里德堡态。我们专注于两个具有相反宇称的里德堡态的系统，其中两个态之间的轨道角动量 l 相差一，即∆ l = 1。在这里，原子对之间的共振偶极-偶极相互作用通常比色散范德华相互作用强得多，后者从二阶偶极-偶极相互作用产生到非共振对势。我们建议使用具有不同主量子数∆ n,0 的两个里德堡态，其中两个里德堡态之间的偶极矩阵元素急剧减小。这使我们能够进入相反的区域，其中范德华相互作用占主导地位并且预计存在超固体，正如我们使用大规模 QMC 模拟所证实的那样。我们研究了各种里德堡态 | nS 1 / 2 ⟩,|在不同的主量子数 n 和 n ′ 下，87 Rb 的 nP J ⟩ 和 | nD J ⟩ 。对于里德堡原子对 | nS 1 / 2 ⟩ 和 | n ′ PJ ⟩ ，对于典型的主量子数，共振偶极-偶极相互作用随 ∆ n 下降得太快。因此，t / V 要么太大，以致我们预期不会存在超固体相，要么太小，以致很难通过实验观察到。对于状态 | nD J ⟩ 和 | n ′ PJ ⟩ ，如果 n = n ′ − 1，我们预测有趣的参数区域。对于相关的主量子数，两个里德堡态在能量上相距不到 10 GHz，从而能够使用最先进的微波技术实现有效耦合。我们进一步通过磁量子数 m J 以及磁场 B 来微调相互作用。我们选择磁场垂直于原子平面，使得原子平面中原子之间的相互作用与相互作用原子对的方向无关。此外，偶极-偶极相互作用取决于磁场 B 的大小，因为它混合了两个里德堡态的精细结构能级，这会影响它们的偶极矩阵元素。额外的限制是 t 和 V 的相对符号，它取决于 m J 。我们仅当 t / V > 0 时才预期系统支持超固体相。最后，我们收敛到状态 | ⟩ = | 60 P 3 / 2 , mj = 3 / 2 ⟩ 和 | ⟩ = | 59 D 3 / 2 ，mj = 3 / 2 ⟩ ，场幅度B = 50 G。这些状态的另一个优势是D态原子对之间的范德华相互作用相对较弱。这使得原子阵列能够有效地激发到| ⟩状态，这是所提出的状态制备的重要组成部分。在正文的图2中，已经讨论了里德堡对| ⟩和| ⟩之间的相互作用包含一个共振非对角项∝1 / R 3 ，它会引起偶极交换并混合两个项，以及对角线贡献1 / R 6 。在短距离处，我们期望额外的贡献（例如非对角交换相互作用 ∝ 1 / R 6 ）会对此进行修改。这些项对于我们特定的里德堡对来说很小，但通常不为零。
超表面透镜光镊中的单原子捕获
单个被捕获的中性原子阵列是量子模拟、计算和计量的一个新兴平台[1-3]。通过与捕获离子类似的从头控制，可以制备和纠缠单个原子[4-6]，并且越来越有望实现可扩展的量子计算[7-9]。然而，实用的量子计算需要在降低错误率和增加量子比特数方面取得实质性进展。中性原子阵列面临的一个突出挑战是开发可扩展的多功能光学元件，以实现超精细态和里德堡激发的选址操控，在受限环境中操作，并实现低散射和串扰。在离子阱实验中，长期以来在开发集成光学元件方面的努力已经提高了并行性和寻址能力[10-12]。中性原子需要类似的轨迹，并有许多独特的要求。例如，对单个中性原子的控制在很大程度上依赖于光势来捕获，无论是在晶格中还是在紧密聚焦的激光束阵列中，这被称为光镊。
在可重新配置的光学镊子阵列
纠缠对于许多量子应用至关重要，包括量子信息处理，量子模拟和量子增强感应。由于其丰富的内部结构和相互作用，已经提出了分子作为量子科学的有前途的平台。确定性分子的确定性纠缠仍然是长期以来的实验挑战。我们证明了单独制备的分子的需求纠缠。使用通过使用可重构光学镊子阵列制备的分子对之间的电偶极相互作用，我们确定创建了分子的钟形对。我们的结果证明了量子应用所需的关键构建块，并且可能会推进使用捕获分子的量子增强基本物理测试。e
基于薄膜氮化镓 (GaN) 的声流体镊子
志勇、苍怀兴和杨鑫 2020. 基于薄膜氮化镓 (GaN) 的声流体镊子：建模和微粒操控。超声波 108，106202。10.1016/j.ultras.2020.106202
核自旋和光钟量子比特的混合原子镊子阵列
虽然具有长相干时间的数据量子比特对于量子信息的存储至关重要，但辅助量子比特对于容错量子计算的量子纠错 (QEC) 至关重要。光镊阵列的最新发展，例如大规模量子比特阵列的制备和高保真门操作，为实现 QEC 协议提供了潜力，而下一个重要挑战之一是控制和检测辅助量子比特，同时尽量减少原子损失和串扰。在这里，我们介绍了由双同位素镱 (Yb) 原子阵列组成的混合系统的实现，其中我们可以利用费米子 171 Yb 的核自旋量子比特作为数据量子比特，利用玻色子 174 Yb 的光时钟量子比特作为辅助量子比特，具有无损量子比特读出能力。我们评估了量子比特之间的串扰对 174 Yb 成像光的核自旋量子比特相干性的影响。对于 174 Yb 的 Hahn 回波序列，使用 399 nm 探针和 556 nm 冷却光束，我们观察到在 20 ms 曝光下保留了 99.1 (1.8)% 的相干性，产生了 0.9992 的鉴别保真度和 0.988 的生存概率。使用 556 nm 探测光束的 Ramsey 序列对相干性的影响可以忽略不计，这表明未来低串扰测量可能会有所改善。这一结果凸显了混合 Yb 原子阵列在基于辅助量子比特的 QEC 协议的中路测量中的潜力。
HMD Crest Max Max Rattermement
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RRI 博士课程 2024
6 Arun Roy 教授-I 1 2 1. 软物质的机电特性 2. 液晶中的自组织结构 7 Gautam V. Soni 副教授-II 4 2 1. 生物细胞的机械性质 2. 分子相互作用中的力测量 8 Pramod Pullarkat 教授-I 4 2 1. 轴突的主动和被动机械响应 2. 生物系统的光镊研究
引文 Thompson, Jeffrey Douglas。2014 年。单原子和纳米光子结构之间的量子界面。博士论文，哈佛大学
参见第 3 章 58 A.1 实验仪器和协议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...