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ボース凝縮体を用いた連続的量子非破壊測定の研究

利用玻色凝聚进行连续量子无损测量的研究

基本信息

批准号：
22K03496
负责人：
柴田康介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Gakushuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03496/
关键词：
量子気体量子非破壊測定冷却気体

项目摘要

量子力学における測定の重要性は、量子情報処理、量子計測などの多岐にわたる。その中で、量子非破壊測定を用いた物理量の連続測定は、量子力学の基礎の検証という学術的意義に加え、古典限界を上回る計測を達成しうる手段としても注目される。これまで、単一の量子系の量子非破壊的連続観測が実証されてきている。本研究では、従来の研究の枠を超えて、量子非破壊的な連続観測を複数の物理量について行う。具体的には、中性ルビジウム原子のボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)の集団スピンを複数の地点について連続的にプローブし、系のダイナミクスや量子相関（スピンスクイージング）について研究することを目指している。今年度は、アルカリ原子の量子非破壊測定を妨げる要因となる要素の検討を主に行った。まず、プローブ光による原子のスピン状態の変化の影響を減らすため、実験ごとのプローブパルス強度を安定化させる技術を開発した。また、プローブ進行方向の磁場にともなうスピンの向きの変化に起因する古典的な雑音が、長期的な測定を行った場合に、量子雑音に比べ無視できないことに気づいた。バイアス磁場を増強することでスピンの向きの変化を低減するとともに、原子セル付近の磁場の安定化に適した小型の磁場センサを導入し、その性能評価を行った。さらに、部分的な原子集団を用いた場合にも量子非破壊測定の条件が十分に満たせるように原子集団形状を変更するための、光強度整形技術を開発した。

Quantum mechanics, the importance of measurement, quantum information processing, and quantum measurement.その中で、Quantum non-destructive determination using いたContinuous measurement of physical quantities は、The basis of quantum mechanics の検 Demonstration というAcademic significanceにaddえ、Classical limitsをlast chapterるmeasurementをachievementしうるmeansとしてもattentionされる.これまで、単一のquantum systemのquantum non-breaking continuum detection and proof されてきている. This research is based on the research of super and quantum non-destructive measurement of complex physical quantities. Concrete には, neutral ルビジウムatomic のボース・アインシュタインcondensate (BEC) の集団スピンをplural の地についてThe にプローブし of the series, the のダイナミクスや quantum correlation (スピンスクイージング) について Research することを Eye refers to している. This year's quantum non-destructive measurement of the atom's atom is based on the main factor and the main factor.まず、プローブ光によるatomic のスピンstate の変化のeffect を reduce らすため、実験ごとのプローブパルスStrengthをStabilizationさせるTechnologyを开発した.また、プローブThe direction of the magnetic field にともなうスピンのdirectional きの変化に origin するClassic な雑Sound が, long-term な determination を row った occasion に, quantum 雑音に比べ无码できないことに気づいた.バイアスMagnetic field をincrease することでスピンのdirectional きの変化をlower するとともに、atomic セルThe stabilization of the magnetic field close to it is suitable for the introduction of the small magnetic field, and the performance evaluation is carried out.さらに、Partial atomic clusters are used in いた cases and the conditions for quantum non-destructive measurement are が十に満たせるようにAtom set shape is changed and the light intensity shaping technology is changed.