囚禁離子由于具有囚禁時間長、相干時間長、不需要極端的冷卻條件可在室溫環(huán)境下工作、擁有內(nèi)部電子自旋以及外部運(yùn)動等多個自由度且易于操控,長期以來深受人們喜愛,是用于研究量子光學(xué)、量子電動力學(xué)、進(jìn)行精密測量、量子模擬或者是量子信息處理的理想系統(tǒng)。我們搭建了利用射頻場囚禁171Yb+離子的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),利用激光實(shí)現(xiàn)了對該離子的多普勒冷卻、光泵浦量子態(tài)初始化以及量子態(tài)熒光探測等。同時,我們利用微波完成了單比特量子態(tài)調(diào)控以及量子態(tài)層析等,利用受激拉曼躍遷耦合自旋態(tài)和運(yùn)動態(tài),成功將離子冷卻到運(yùn)動基態(tài),并且測量了加熱速率,演示了將運(yùn)動態(tài)制備為相干態(tài)等。絕熱演化是量子力學(xué)中非常常見同時也是非常重要的一種演化過程,而絕熱定理是絕熱演化的充要條件,在物理學(xué)的發(fā)展過程中具有極其重要的意義。然而,近年來發(fā)現(xiàn)的震蕩哈密頓量,由于能級之間的共振躍遷,導(dǎo)致了絕熱條件與絕熱定理不一致。同時,絕熱定理僅適用于閉合系統(tǒng),那么在開放系統(tǒng)中該如何定義�；谖覀兇罱ǖ那艚x子系統(tǒng),圍繞上述所述的問題,我們展開了一系列的實(shí)驗(yàn)和理論研究:1.利用囚禁離子比特,我們設(shè)計(jì)了一個震蕩的哈密頓量,檢驗(yàn)了幾個相關(guān)的絕熱條件,證實(shí)這幾個絕熱條件都不... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．２圓柱對稱三維射頻阱示意圖［１０］??

?圖２．３囚禁離子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)??如圖２．３所示，是囚禁離子的實(shí)驗(yàn)裝置。在（ａ）中可以看到，離子被囚禁在真??空中，而操縱離子的激光例如３５５ｎｍ、３６９．５ｎｍ等可以透過窗口處打到離子上，??而離子散射的熒光則被一個數(shù)值孔徑約為ＮＡ＝０．４的物鏡收集。離子熒光可以成??像到ＥＭＣＣＤ中，也可以打到ＰＭＴ上計(jì)算光子數(shù)用于態(tài)探測等。圖（ｂ）是我們??的針尖電極阱的實(shí)物圖，離子就囚禁在幾何中心處，而上方兩側(cè)的管子用于產(chǎn)生??原子蒸汽。圖（ｃ）和（ｄ）是螺旋諧振腔，用于放大射頻率電場的幅度［１１，?１２］。??１０??

?２．２離子化??鐿離子ｍＹｂ＋是通過雙光子光致電離鐿原子得到的［１３］，如圖２．４所示。在??我們的實(shí)驗(yàn)中，我們有兩支鐿原子源（ａｔｏｍｉｃ?ｓｏｕｒｃｅ?ｏｖｅｎ）。其中一支填充的是??自然豐度的鐿金屬，另外一支則填充經(jīng)過同位素提純的鐿金屬，提純后的１７１同??位素豐度為９５％。由于我們使用的ｏｖｅｎ是細(xì)長的不銹鋼毛細(xì)管，所以當(dāng)鐿金屬??被電流加熱變成原子蒸汽噴出來的時候，具有非常好的方向性，并且按照我們預(yù)??先設(shè)定的，讓原子蒸汽噴射到射頻囚禁勢阱的中心附近。??／／／／｛？／／削／／／／／，??＜Ｄ，＇■?ｐ?＇??２??１３??３???？?Ｓｑ?藝?：??Ｃｔ＇Ｈ?ｉ＇－＇ｉ?■?；?ｖ＊＾??＿??ｉ（７／．２＜５／２）??．ＪＬ－?１Ｐ１?—？?３????／＾ＴｌｉＴ?￣４＾ｎｍ）?—（７／２；３／２）


本文編號：3352756