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極低温中性原子の超狭線幅光学遷移を用いた大規模量子計算機の実現

利用低温中性原子超窄线宽光学跃迁实现大规模量子计算机

基本信息

批准号：
08J00524
负责人：
加藤真也
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

レーザー冷却による予備冷却と蒸発冷却を用いた量子縮退気体生成とを分離した実験装置を作成し、薄型のガラスセル内でイッテルビウム原子のボース・アインシュタイン凝縮の観測に成功した。さらにその量子縮退気体を光格子と呼ばれる周期ポテンシャルにローディングすることに成功した。特に三次元光格子を用いて、光格子中の原子が超流動状態からモット絶縁体状態に転移する様子を、吸収イメージング法を用いた物質波干渉の観測でもって確認することに成功した。また、光格子に捕捉されたイッテルビウム原子のボース・アインシュタイン凝縮をイッテルビウム原子の持つ超狭線幅光学遷移を用いて分光した。特に、磁場勾配下でのゼーマンシフトを利用した磁気共鳴分光を行うことで、光の波長程度の位置分解能をもった分光に成功した。この技術は近年飛躍的な発展を遂げる、光格子を用いた固体物性のシミュレーション実験のさらなる発展への重要な技術革新といえる。また、光格子中の各格子点の粒子占有数に応じたエネルギーシフトの測定にも成功した。光格子の同一格子点に複数の粒子が存在する場合、粒子間の相互作用によってエネルギーがシフトする。このエネルギーシフトは極低温での粒子間相互作用を特徴付けるs波散乱長と関連している。今回、イッテルビウム原子の持つ光学遷移による分光で、基底状態と電子励起状態のs波散乱長の決定に成功した。また、このs波散乱長の大きさが励起状態の磁気副準位に依存することも系統的に調べられ、基底状態と電子励起状態間の相互作用を研究する上で新しい知見を得た。さらに、この分光手法を光格子中の原子集団の超流動・モット絶縁体相転移に対しても適用し、分光的な手法を用いて定量的に相転移の振る舞いを観測することにも成功した。

レーザーCOOLING によるpreparation cooling とsteam cooling を Used いたquantum shrinkage body generation とをseparation した実験 device をCreated し, Thin type のガラスセル内でイッテルビウムatomic のボース・アインシュタインcondensation の観measurement した.さらにそのQuantum Retraction 気体をLattice とcall ばれるCycle ポテンシャルにローディングすることに Success した. The special three-dimensional light lattice is used, and the atoms in the light lattice are in a super-fluid state and are in an absolute solid state.様子を、Absorption イメージングmethodを Use the material wave drying 渉の禳measurement でもってconfirmationすることにsuccessした. Light grid capture systemンcondensation をイッテルビウムatomic のhold つ ultra-narrow line width optical migration をいて spectroscopy した. Specially, under the combination of magnetic field, we can use the magnetic resonance spectroscopy to perform spectroscopy, and the wavelength and position of the light can be decomposed successfully.このTechnology that has made great strides in recent years, such as the development of な発をSuiげる and the use of optical lattice and solid physical propertiesシミュレーション実験のさらなる発开へのimportant technical innovation and といえる. The number of particles occupying each lattice point in the light lattice was measured successfully. The same lattice point of the light lattice means the existence of complex particles, and the interaction between particles means the same.このエネルギーシフトは Extremely low temperature でのInteraction between particles をSpecial payment けるs wave scattering long とconnection している. This time, the success of the determination of the optical migration of the atomic atom, the spectroscopy of the light, the scattering of the s-wave in the ground state and the electron excited state, and the length of the electron excited state are successful. The s wave is scattered and long, the magnetic field is stimulated, and the secondary level is dependent on the system. The research on the interaction between the adjustment and the ground state and the electron excited state is based on the new knowledge and insights.さらに、このSpectroscopy techniqueをAtomic collection in the light latticeのSuper flow・モットAbsolute body phase changeに対してもIt is applicable to the method of spectroscopy and quantitative measurement of phase change and vibrating dance, and the measurement method is successful.