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非平衡超冷原子的正交干涉测量...
我们开发了一种干涉技术，用于对光学晶格中非平衡超冷玻色子的场正交算子进行时间分辨测量。该技术利用磁性原子的内部状态结构来创建两个具有不同自旋状态和晶格位置的原子子系统。费什巴赫共振会关闭一个自旋子系统中的原子间相互作用，使其成为一个特征明确的参考状态，而另一个子系统中的原子则会在可变的保持时间内经历非平衡动力学。通过第二次光束分裂操作干涉子系统，通过检测相对自旋布居，可以对相互作用的原子进行时间分辨的正交测量。该技术可以为各种哈密顿量和晶格几何形状（例如立方、蜂窝、超晶格）提供正交测量，包括具有隧穿、使用人工规范场的自旋轨道耦合和高频带效应的系统。通过分析隧穿可忽略的深晶格的特殊情况，我们获得了正交可观测量及其涨落的时间演化。作为第二个应用，我们表明干涉仪可用于测量原子间相互作用强度，超海森堡标度为 ¯ n − 3 / 2（平均每个晶格点的原子数），标准量子极限标度为 M − 1 / 2（晶格点数）。在我们的分析中，我们要求 M ≫ 1，并且对于实际系统，¯ n 很小，因此总原子数 N = ¯ nM 的缩放低于海森堡极限；尽管如此，在此系统中应该可以进行基于相互作用的量子计量学的缩放行为测试。
超冷量子气体中的非线性加速 - NSF-PAR
在公众的认知中，新技术所预言的量子优势几乎与预期的量子加速同义。这种印象是由量子计算所驱动的，它确实能比任何传统计算机更快地解决某些问题 [1]。至少从表面上看，这种预期似乎与所谓的量子速度极限 (QSL) 不一致，QSL 是量子系统演化最大速率的基本界限 [2,3]。事实上，不同的 QSL 可以被解读为经典性的预兆 [4,5]，因为它们深深植根于海森堡关于能量和时间的更严格的不确定性关系 [6]。一旦人们意识到在计算机科学的术语中，“加速”仅仅指所需单门操作数量的减少，而在量子物理学中 QSL 指的是应用此类门操作的最大速率 [7]，这种明显的矛盾很快就会消失。因此，也就不难理解为什么在几乎所有量子物理领域，包括量子通信[8–13]、量子计算[14,15]、量子控制[16–18]、多体物理[19,20]和量子计量[21,22]，都有如此多的研究活动致力于 QSL 的研究。参见有关该主题的一些最新评论 [23,24]。最初的 QSL 是为标准量子力学 [25] 制定的，其动力学由薛定谔方程描述。然而，在过去十年中，很明显有各种“量子资源”可用于加速量子动力学。例如，已经确定，经过精心设计的开放系统动力学允许
超冷 Tm 原子中的光辅助碰撞
图 2. 实验装置。PBS 代表偏振分束器，蓝色 AOM 表示控制 3D 光学胶的声光调制器 (AOM)，吸收光束 AOM 代表控制成像光束频率失谐的 AOM，绿色锁 AOM 表示控制来自参考腔 (ULE 腔) 的 530.7 nm 激光频率失谐的 AOM，蓝色锁 AOM 代表控制来自参考腔 (ULE 腔) 的 410.6 nm 激光频率失谐的 AOM
超冷费米子的二维厄米趋肤效应
该模型的厄米性保证了具有实特征值的能量守恒，但当量子系统与其环境交换粒子和能量时，该模型的厄米性就会失效。这种开放的量子系统可以用非厄米哈密顿量有效地描述，为量子信息处理、弯曲空间、非平凡拓扑相甚至黑洞提供了重要的见解。然而，许多关于非厄米量子动力学的问题仍未得到解答，尤其是在高维空间中。
探索太空中超冷原子的极限 - SCARAB Bates
在 MAIUS 探空火箭任务中 [ 1 ] 成功产生和研究了原子玻色-爱因斯坦凝聚态，以及在国际空间站 (ISS) 上持续运行的冷原子实验室 (CAL) 用户设施 [ 2 ] 表明，可以在自由落体实验装置中进行超冷原子物理研究。这些实验利用了真空室内自由演化的超冷原子与真空室本身之间不存在差异重力加速度的情况。也就是说，在没有任何故意施加的力的情况下，量子气体仍然惯性地限制在实验装置的观测体积内。在这些装置内进行的实验充分利用了微重力的特性，例如，可以长时间观测自由膨胀的玻色-爱因斯坦凝聚态气体，通过原子光学操控将这些气体的膨胀能量最小化到皮开尔文能量范围 [ 3 , 4 ]。其他实验则利用微重力为超冷原子施加新的捕获几何形状，即通过射频修整磁捕获势产生的球壳（气泡）势，否则这些原子会因重力下垂而严重扭曲 [ 5 ]。已经设想了一个针对微重力下超冷原子和分子气体的综合研究议程，这一愿景正在指导 CAL 及其潜在升级的开发，以及 NASA 和德国航天局 (DLR) 的玻色-爱因斯坦凝聚态和冷原子实验室 (BECCAL) 联合任务的开发 [ 6 ]。如其他地方所讨论的 [7]，自由落体超冷原子实验装置中的无背景电位环境开辟了几个引人注目的研究方向。这些方向包括开发具有增强询问时间的原子干涉仪并利用惯性将物质波限制在物理对象附近的能力；研究相干原子光学，利用长时间追踪近单色物质波演化的能力；研究新型捕获几何中的标量玻色-爱因斯坦凝聚体；研究大型三维体积和均匀条件下的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体和其他量子气体混合物；研究大范围内强相互作用的原子和分子量子气体
超正态空间中的量子共形对称性
在没有完整的量子引力理论的情况下，量子场和量子粒子在时空叠加中的行为问题似乎超出了理论和实验研究的范围。在这里，我们使用量子参考系形式主义的扩展来解决位于共形等价度量叠加上的克莱因-戈登场的这个问题。基于“量子共形变换”的群结构，我们构造了一个显式量子算子，它可以将描述时空叠加上的量子场的状态映射到表示闵可夫斯基背景上质量叠加的量子场的状态。这构成了一个扩展的对称性原理，即量子共形变换下的不变性。后者允许通过将微分同胚非等价时空的叠加与弯曲时空上更直观的量子场叠加联系起来，建立对微分同胚非等价时空的叠加的理解。此外，它可以用于将弯曲时空中的粒子产生现象导入到其共形等价对应部分，从而揭示具有修正克莱因-戈登质量的闵可夫斯基时空的新特征。
超冷极性分子中的稳健存储量子比特
具有长寿命相干性的量子态对于量子计算、模拟和计量学至关重要。在单重态振转基态中制备的超冷分子的核自旋态是编码和存储量子信息的绝佳候选。然而，重要的是要了解这些量子比特的所有退相干源，然后消除它们，以达到尽可能长的相干时间。在这里，我们使用高分辨率拉姆齐光谱法全面表征了光学捕获的 RbCs 分子超冷气体中存储量子比特退相干的主要机制。在详细了解分子超精细结构的指导下，我们将磁场调整到一对超精细状态具有相同磁矩的位置。这些状态形成一个量子比特，它对磁场的变化不敏感。我们的实验揭示了状态之间微妙的微分张量光移，这是由旋转状态的弱混合引起的。我们演示了如何通过将线性偏振陷阱光和施加的磁场之间的角度设置为魔角反余弦（1 / √
用于量子科学和精密测量的超冷多原子分子
极性分子由于其固有的电偶极矩和可控的复杂性，成为标准模型 (BSM) 以外物理的精确测量搜索和量子模拟/计算的强大平台。这导致了许多在量子水平上冷却和控制分子的实验努力。由于其独特的旋转和振动模式，多原子分子（含有三个或更多原子的分子）最近引起了人们的关注，作为与原子和双原子分子相比具有明显优势和挑战的量子资源。在这里，我们讨论了多原子分子激光冷却到超冷状态的结果，以及使用多原子分子大大改进基本对称性测试、暗物质搜索和 CP 破坏 BSM 物理搜索的未来前景。
上态和下态量子的描述
HITRAN2004 论文 [1] 中曾描述过 HITRAN 数据库逐行部分提供的能级或状态的量子数标识。从那时起，许多新分子被添加到 HITRAN 数据库中，并且对某些分子和同位素的格式进行了调整以包含更多信息。下表将概述作为 HITRAN2020 传统（默认）“.par”输出格式（请参阅 www.hitran.org/lbl/ ）的一部分提供的量子数格式（截至 HITRAN2020 [2]）。应当注意，“.par”是固定长度的 ASCII 格式；因此，一些分子需要单独的解决方案才能在有限的空间内拟合所有可用的量子信息。数据库的关系结构还支持XSAMS格式（解释见http://www.vamdc.org/documents/cbc-1.0/），可以通过创建自定义输出格式进行检索，并能够存储更详细的量子信息。
