基于原子与原子和原子与光子相互作用体系的单量子态实验研究

项目名称： 基于原子与原子和原子与光子相互作用体系的单量子态实验研究

项目编号： No.91421305

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 尤力(海外）

作者单位： 清华大学

项目金额： 500万元

中文摘要： 单量子态的制备、存储、操控与探测是量子信息应用的基础，包含诸多基本物理问题和技术。原子拥有很好的相干性和易操控性，被认为是量子比特的最好载体之一，而光子由于其独有的特性则扮演量子信使的角色。与单量子态研究密切相关的原子体系包含了量子简并的超冷原子、冷原子和室温下的原子。我们拟研究冷原子系综的单激发量子态及纠缠光子对的产生、特性和应用；为提升单光子和单激发量子态的产生效率和质量，我们探索室温下外场中的高激发里德堡大偶极态，增强原子原子偶极相互作用强度，并利用原子原子偶极相互作用实现光子光子之间的相互作用转化与控制；为进一步提升多粒子纠缠态的可升级性，我们基于光晶格中的超冷原子，利用可控的碰撞相互作用和高激发里德堡原子的偶极相互作用，实现不同晶格点原子的纠缠。这些研究将从不同温度、不同相互作用强度以及不同原子系综揭示原子和光子单量子态的共同或类似物理机制，演示并拓展其在量子信息技术上的应用。

中文关键词： 超冷原子气体；偶极-偶极相互作用；里德堡原子；偶极阻塞效应；

英文摘要： The preparation, storage, manipulation, and detection of single quantum states constitutes the most fundamental aspects of quantum information applications, where each of the above aspects encompasses many basics physics and technological problems. Due to

英文关键词： ultracold atomic gas；dipole-dipole interaction；Rydberg atom；dipole blockade；