光格子中の冷却原子を用いた横磁場イジングモデルの量子シミュレーション

使用光学晶格中的冷却原子进行横向磁场 Ising 模型的量子模拟

• 批准号: 16J01590
• 负责人: 富田 隆文
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J01590/
• 关键词: 原子分子; 量子エレクトロニクス; 冷却原子; 光格子; 原子・分子

光格子中の横磁場イジングモデル構築において、磁気モーメントを有した準安定電子励起状態3P2状態にあるイッテルビウム(Yb)原子の光格子中での特性が重要となる。特に、原子同士の非弾性衝突による2体ロスの存在により、この系は散逸を持つ量子多体系となるため、多体状態としての安定度を明らかにする必要がある。そこでこの準安定電子励起状態に内在する散逸機構に着目し、3次元光格子中にYb原子のボース同位体174Ybを導入したボース・ハバード系において、散逸がモット絶縁体-超流動量子相転移に与える影響について研究を行った。この研究において、弾性および非弾性衝突の両方の効果により原子間に相関が生まれていること、超流動状態を特徴づけるコヒーレンスの発達が散逸の影響によって抑制されていることを明らかにした。また、これまで測定手法が確立されていなかった3P2状態の原子間散乱長を測定する手法を確立し、その値を決定した。この研究の成果を論文及び学会において発表した。また上記の研究を進めると同時に、光格子中の原子を個別観測するための新規量子気体顕微鏡の開発を進めた。高解像度イメージングの実現に必要な固浸レンズを上面に接着したガラスセルを開発し、固浸レンズの面精度検査を行い接着後も十分な性能を維持していることを確認した。次にガラスセルを真空チャンバーに接合し、冷却されたYb原子をガラスセル内にてトラップすることに成功した。さらに、周波数差のある光格子による原子ベルトコンベヤー系を構築し、ガラスセル内部の表面近傍へ原子を移動させることに成功した。加えて、ガラスセル直下3ミクロン程度にまで更に原子を移動し圧縮させるための原子アコーディオン系の開発を行い、発生する収差を打ち消すための機構を構築し、その光学系の評価を行った。

The transverse magnetic field in the optical lattice is important for the properties of the (Yb) atom in the optical lattice. Special, atomic and non-nuclear conflicts between the existence of two-body states, the existence of three-body states, the In this paper, the intrinsic dissipation mechanism of quasi-stable electron excitation state is studied, and the introduction of Yb atom and isotope 174Yb in the third-order elementary optical lattice is studied. This study focuses on the effects of interatomic correlation on the development of hyperfluidity and dispersion, and on the suppression of interatomic correlation. The method of determining the interatomic dispersion length of the P2 state is established. The results of this research are presented in the paper and the society. The development of quantum micromirrors is also being studied in detail. High resolution, high resolution, high The second is to join and cool Yb atoms in vacuum. In addition, the number of cycles of the optical lattice is different from that of the atomic lattice, and the atomic lattice is successfully constructed. The development of the atomic system, the development of the optical system, the evaluation of the optical system, and the evaluation of the optical system.

项目成果

Quantum States and Dynamics in a Controlled Open Quantum System with Ultracold Atoms in an Optical Lattice

光学晶格中超冷原子受控开放量子系统中的量子态和动力学

• 发表时间: 2018
• 作者: Takafumi Tomita;Shuta Nakajima;Ippei Danshita;Yosuke Takasu;Yoshiro Takahashi
• 通讯作者: Yoshiro Takahashi

真空スクイーズド状態を用いた光格子中単一原子の非破壊測定の提案

利用真空压缩态无损测量光学晶格中单原子的提议

• 发表时间: 2019
• 作者: 奥野大地;天野良樹;武井宣幸;山下和也;髙田佳弘;富田隆文;榎本勝成;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗

Quantum Feedback Control of Individual Atomic Spins in an Optical Lattice by Quantum Gas Microscope with a Spatial Light Modulator

通过带有空间光调制器的量子气体显微镜对光学晶格中单个原子自旋的量子反馈控制

• 发表时间: 2017
• 作者: Shunichi Sunami;Ryuta Yamamoto;Shuya Yamanaka;Eunmi Chae;Yutaro Suzuki;Yoshiki Amano;Jun Kobayashi;Takafumi Tomita;Shuta Nakajima;Yoshiro Takahashi
• 通讯作者: Yoshiro Takahashi

Effect of dissipation on a quantum phase transition of the Bose-Hubbard system

耗散对 Bose-Hubbard 系统量子相变的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: 富田隆文;中島秀太;段下一平;高須洋介;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗

日本経済新聞電子版「京大、観測による量子多体状態の制御技術を確立」

日本经济新闻电子版《京都大学建立通过观测控制量子多体态的技术》