冷原子系综中光纤腔增强且高保真度的光学存储

利用原子系综中的Duan-Lukin-Cirac-Zoller (DLCZ)过程可产生光与原子记忆(自旋波)量子纠缠,该纠缠可作为量子中继的重要元件.随着量子信息研究的深入发展,人们对量子信息存储其灵活多样性、可控性等方面提出更高的要求.本文在冷原子系综中演示了一种基于DLCZ过程的光纤腔增强且高保真度的光学存储方案,即将87Rb原子系综放于设计的光纤腔中,通过光纤腔增强“写出”和“读出”光子与原子系综的耦合实现自旋波量子信息的有效恢复,同时具有较高的保真度.观察到有腔且锁定的情况下斯托克斯光子产生概率比无腔时增加4.6倍,原子自旋波读出效率增加1.6倍,实验实现22%的读出效率并具有92%的量子态保真度,该读出效率对应一个40%的本质读出效率.这种高度可恢复、高量子态保真度的原子-光子纠缠源,可为未来长距离量子通信及广域大规模量子网络构建的实现提供另一种有效的途径.     

基于共轭高分子复合物能量转移的非标记DNA检测

非标记DNA检测是一种高灵敏度、高选择性的DNA检测方法, 具有重要的科学和社会意义. 本文采用交叉偶联法制备了水溶性阳离子共轭聚合物: 聚(9,9-双(6'-N,N,N-三甲胺盐-己烷基)-芴亚苯基)(PFP); 利用氧化加成聚合反应制备了水溶性阴离子共轭聚合物: 聚(3-噻吩乙酸钠)(P3TSA). 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等对其结构进行了表征. PFP与P3TSA通过静电相互作用形成稳定的高分子复合物. 利用紫外-可见光谱(UV-vis)和荧光发射光谱证明共轭高分子复合物能够发生能量转移. 保持PFP的浓度不变, 高分子复合物能量转移效率(ETEF)随着P3TSA浓度的增加而逐渐增大. 选取ETEF较高的样品, 考察了DNA探针用量对高分子复合物ETEF的影响. 随着DNA探针浓度的增加, ETEF逐渐减弱. 最后, 利用0.2 nmol DNA探针进行了DNA杂交配对检测. 实验结果表明, 这种检测方法可以明显区分完全互补配对、双碱基错配和非完全互补配对的目标DNA. 简而言之, 我们成功发展了一种基于共轭高分子复合物能量转移、具有高选择性的非标记DNA检测方法.