超冷里德堡原子的产生以及探测

利用激光冷却与俘获技术获得冷原子,由双光子激发产生超冷里德堡原子,利用场电离法得到了里德堡原子ns和nd态的离子谱图;再将激光波长固定在6p3/2-34d态的共振跃迁线上,得到了离子和里德堡原子的TOF(Time of Flight)图,并对实验结果做了分析.     

铯47D精细能级超冷里德堡原子自由演化的动力学研究

用连续窄线宽激光器将超冷铯里德堡原子分别激发到47D_3/2, 47D_5/2精细态, 观察了处于里德堡精细态的铯原子向超冷铯等离子体自由演化的过程, 详细对比了不同精细态的铯里德堡原子预电离时间、电离速率以及等离子体的转化效率. 将里德堡原子快速转化为等离子体的过程解释为局域势阱内由预电离产生的电子与里德堡原子的快速碰撞导致的雪崩电离.     

里德堡原子多体相互作用的研究进展

多体量子系统的相互作用是研究量子信息科学必须要解决的瓶颈性问题之一.里德堡(Rydberg)原子具有很大的电偶极矩,使得它可以实现长程的相互作用,为研究多体量子物理提供了有力的技术手段.因而Rydberg原子多体系统是多体相互作用探究的理想平台, Rydberg原子多体相互作用的研究对多体量子系统的相互作用的性质研究和应用探究有着重要意义.本文综述了关于Rydberg原子多体相互作用方面的研究,介绍了由Rydberg原子的多体相互作用引起的Rydberg阻塞效应、Rydberg原子多体系统拉比频率的变化以及Rydberg原子多体系统呈现的特别的空间构型;同时介绍了利用Rydberg原子多体相互作用实现一些应用的工作,如实现单光子源、量子存储、实时单原子成像以及量子模拟等,并讨论了Rydberg原子多体系统的研究方向和应用前景.     

镁原子里德堡能级的计算

依据最弱受约束电子势模型理论,计算了镁原子1s22s22p63snp 3P2,1,0(n=3～50) 和1s22s22p63sns 3S1 (n=4～50)里德堡系列的能级和量子亏损. 计算结果与已有的33个实验数据符合得很好,预言了136个能级的位置.     

一种高分辨里德堡原子外场光谱实验方法

介绍一种用于里德堡原子外场效应研究的实验方法，用该方法获得了Ｓｅ原子里德堡态各种外场效应研究的初步结果，显示了此方法用于外场效应的研究的有效性。     

镁原子里德堡能级的计算

依据最弱受约束电子势模型理论，计算了镁原子1s22s22p63snp 3P2,1,0(n=3-50) 和1s22s22p63sns 3S1 (n=４-50)里德堡系列能级和量子亏损。计算结果与已有的33个实验数据符合得很好，预言了136个能级的位置。     

基于里德堡原子的电场测量

里德堡原子具有大的极化率、低的场电离阈值和大的电偶极矩,对外部电磁场十分敏感,可以用来测量电场强度特别是微波电场的强度. 利用里德堡原子的量子干涉效应(电磁诱导透明和Autler-Townes效应)测量微波电场强度的灵敏度远高于传统采用偶极天线测量微波电场的灵敏度. 此外,里德堡原子电场计 可以溯源到标准物理量,不需要额外校准; 采用玻璃探头,对待测电场干扰少; 灵敏度也不依赖于探头的物理尺寸. 同时,该电场计还可以实现对微波电场的偏振方向的测量, 实现亚波长和近场区域电场成像与测量. 通过选择不同的里德堡能级,可以实现1-500 GHz超宽频段范围内微波电场强度的测量. 主要综述基于里德堡原子的电场精密测量研究, 详细介绍了里德堡原子电场计的原理与实验进展, 并简单讨论了其发展方向.     

基于冷里德堡原子电磁感应透明的微波电场测量

在磁光阱中利用冷原子温度低,多普勒展宽小的优势获得了窄线宽的里德堡电磁感应透明(EIT)谱峰,结合Autler-Townes分裂效应(EIT-AT分裂)分别测量了多个频率的微波电场强度.结果显示,EIT-AT分裂间距与微波电场强度呈很好的线性关系,EIT-AT分裂方法可测量的微波电场强度线性区的下限可达222μV/cm,这个下限比传统热原子蒸汽池中EIT-AT分裂线性区的下限5 mV/cm提高了大约22倍,这对极弱微波电场的绝对校准非常有帮助.我们进一步利用EIT共振处探测光透过率的变化测量微波电场强度,对应的最小测量值可以小于1μV/cm,相应的灵敏度可达到1μV·cm^-1.Hz^-1/2.这些结果展示了冷原子样品在微波电场测量及其绝对校准方面的优势.     

铍原子里德堡能级的计算(英文)

依据最弱受约束电子势模型理论,计算了铍原子1s~22sns~1S_0(n=3～50)、1s~22snp~1P_1~0(n=3～50)_和1s~22snd~1D_2(n=3～50)里德堡系列能级和量子亏损.计算结果与已有的实验结果符合得很好.     

碱原子高里德堡态的极化率

本文使用一种具有解析解的原子唯象势模型,计算了碱原子Na,K,Rb,Cs里德堡(15≤n≤55)的标量和量极化率,计算结果与实验符合很好。还确定了极化率标度关系α=An^*7+Bn^*6中的系数A和B,由此关系外推所得结果也与实验很好地符合。 关键词：     

Shortcut-to-Adiabatic Controlled-Phase Gate in Rydberg Atoms

A shortcut-to-adiabatic protocol for the realization of a fast and high-fidelity controlled-phase gate in Rydberg atoms is developed. The adiabatic state transfer, driven in the high-blockade limit, is sped up by compensating nonadiabatic transitions via oscillating fields that mimic a counterdiabatic Hamiltonian. High fidelities are obtained in wide parameter regions. The implementation of the bare effective counterdiabatic field, without original adiabatic pulses, enables to bypass gate errors produced by the accumulation of blockade-dependent dynamical phases, making the protocol efficient also at low blockade values. As an application toward quantum algorithms, how the fidelity of the gate impacts the efficiency of a minimal quantum-error correction circuit is analyzed.     

Rydberg Atoms: From Determinism to Chaos

R.F. Stebbings and F.B. Dunning were the editors of Rydberg States of Atoms and Molecules. Issued in 1983, this book actually reflected the emergence of a new field in atomic and molecular physics, which subsequently resulted in a number of applications in academic sciences and technology. In this paper, we analyze the results obtained in recent years for ionization processes in collisions of heavy particles with the participation of Rydberg atoms in a wide energy range. These results have been actively used in modern applications of atomic physics. In addition, we consider the influence of nonlinear resonant interaction of Rydberg complexes with electromagnetic waves on the rate of propagation of satellite signals in the atmosphere.     

Two-Qubit Geometric Gates Based on Ground-State Blockade of Rydberg Atoms

We achieve the robust nonadiabatic holonomic two-qubit controlled gate in one step based on the groundstate blockade mechanism between two Rydberg atoms. By using the Rydberg-blockade effect and the Raman transition mechanism, we can produce the blockade effect of double occupation of the corresponding ground state,i.e., ground-state blockade, to encode the computational subspace into the ground state, thus effectively avoiding the spontaneous emission of the excited Rydberg state. On the other ...     

微波调制的里德堡原子集体量子跳跃

对于一个三能级原子体系,原子的两个基态能级通过微波耦合起来,其中一个基态能级可被激发到里德堡态,从而可观察量子跳跃现象.本文采用量子轨线方法研究了微波调制的里德堡原子集体量子跳跃.研究结果表明,微波耦合基态能级可以提高光子关联,增强光子聚束效应,即使较少的原子中也可以观察到系统在高里德堡占据数态和低里德堡占据数态之间的切换.这一结果为将来进一步研究里德堡自旋晶格中的多体动力学提供了新思路.     

电场中Rydberg原子的常数标度能谱方法

标度能谱理论能够简化外场谱及可以经典方法理解原子外场谱而倍受关注。本文报道了用于电场中Rydberg原子常数标度能谱实验研究的装置以及有关的计算机控制、采集及处理系统。该系统对能量E和电场F进行同步控制以保持标度能谱ε=E/F为常数，并成功地得到Rydberg态Sr原子在标度能ε=-3.0时的标度能谱，经过傅里叶变换，获得了电场中Sr原子的电子回归谱。