二维相互作用玻色量子气体的高分辨测量
批准号:
92165106
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
78.0 万元
负责人:
李玉清
依托单位:
学科分类:
冷原子分子物理及应用
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李玉清
中文摘要
光晶格可以被用来构筑阵列式的超冷原子量子比特,在基于大规模量子比特的量子计算研究方面展现出独特优势。本项目针对“第二代量子体系的构筑和操控”重大研究计划项目指南中“单量子态测量技术与方法”研究方向,对二维光晶格中的相互作用玻色量子气体发展单格点、单原子分辨的精密测量技术,研究可控相互作用下的玻色Hubbard模型。制备呈薄饼状的单层二维玻色量子气体,利用二维光晶格构筑超冷原子阵列,发展高分辨的显微成像技术,实现光晶格中单格点上单原子量子态的高分辨测量。利用高分辨的显微成像系统,研究不同相互作用下超冷原子的空间密度关联,获得超冷原子光晶格体系淬火到强相互作用后的非平衡动力学演化。通过本项目的实施,将为基于二维超冷原子阵列的量子计算研究奠定更为坚实的基础。
英文摘要
Optical lattice can be used to build the qubits of ultracold atoms in an array, and this shows unique advantages in the research of quantum computing based on large-scale qubits. This project aims at the research direction of the "measurement techniques and methods of single quantum state" in the guidance of the major research project of "construction and control of the second generation quantum system", develops the technology for the precision measurement of the single atom in the individual site for the interacting Bose quantum gases in the two-dimensional (2D) optical lattice, and studies the Bose-Hubbard model with the controllable interaction. This project will prepare a single layer of pancake-shaped 2D Bose quantum gases, construct the array of ultracold atoms using 2D optical lattice. The high-resolution measurement of the quantum state of single atom in the individual site in the optical lattice will be realized by developing the high-resolution microscope. The high-resolution microscopic imaging system will be used to study the spatial density correlation of ultracold atoms with the different interactions and to obtain the non-equilibrium dynamics evolution of the ultracold atoms in the optical lattice after quenching to the strong interaction. The implementation of this project will lay a more solid foundation for the research of quantum computing based on the 2D array of ultracold atoms.
超冷原子晶格体系具有优越的可调控性,在量子模拟和量子计算研究中有着重要应用。构建相互作用可大范围、精确调控的多体模型,发展高分辨测量晶格中超冷原子的显微成像技术,是精准构筑、操控及测量超冷原子量子态的关键,为实现量子计算机等量子技术奠定了物理基础。本项目制备了相互作用可调控的超冷铯原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),发展了单格点分辨的测量和调控技术,研究超冷原子在多个晶格模型中的演化动力学,实现了利用相互作用调控超冷原子的输运特性。已取得的代表性成果包括:发展高阶Bragg光谱技术,检验了著名费曼-檀关系式的普适性;在一维准周期无序晶格中实现了相互作用可调控的安德森局域化;在二维正方形晶格中合成人工磁场,实现了超冷原子输运的调控;构建三角形动量晶格,揭示了几何阻挫、人工磁场和相互作用之间的竞争机制。本项目为量子态的精确测量和操控提供了新方法,为基于超冷原子的量子模拟和量子计算研究提供了重要的技术支持。项目执行期间共计发表学术论文11篇,包括Nature Commun.、Phys. Rev. Lett.、Light Sci. Appl.等。
利用Feshbach共振增强光缔合产生超冷分子的研究
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批准号:61705123
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2017
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负责人:李玉清
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依托单位:
国内基金
海外基金