【摘要】：量子存儲(chǔ)器在量子信息處理、量子測(cè)量、單光子探測(cè)、量子力學(xué)基本原理驗(yàn)證等眾多研究方向都有著越來越顯著的應(yīng)用價(jià)值和前景。近十年,量子存儲(chǔ)器的研究取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,極大地促進(jìn)了量子信息等領(lǐng)域的研究。本論文主要內(nèi)容就是基于冷原子系綜的量子存儲(chǔ)器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。主要工作有利用電磁誘導(dǎo)透明技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)量子比特在窄帶糾纏光源和冷原子量子存儲(chǔ)器間的相互轉(zhuǎn)換,存儲(chǔ)前后光子的極化糾纏等量子特性被很好地保持著：利用環(huán)形腔增強(qiáng)技術(shù)和拉曼過程實(shí)現(xiàn)高效率的極化糾纏態(tài)制備、存儲(chǔ)和讀取,存儲(chǔ)讀取效率達(dá)到75%；實(shí)現(xiàn)同時(shí)高讀取效率和超長(zhǎng)存儲(chǔ)壽命的高性能量子存儲(chǔ)器,其中利用光晶格陷俘和光頻移磁補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)DLCZ存儲(chǔ)壽命約0.38秒,利用環(huán)形腔增強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)讀取效率約80%。我們相信,本論文中的這些基于冷原子系綜的量子存儲(chǔ)器相關(guān)研究成果和技術(shù)進(jìn)步對(duì)未來線性光學(xué)量子計(jì)算、遠(yuǎn)距離量子通訊和量子中繼、量子密鑰分發(fā)等領(lǐng)域都有著非常重要的價(jià)值,同時(shí)對(duì)量子物理基本原理的驗(yàn)證也有幫助和促進(jìn)作用。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O431.2;TP333
【圖文】：

軸為光哄裝載時(shí)間點(diǎn)相對(duì)于冷卻光關(guān)斷時(shí)間，縱軸為光哄陷俘原子團(tuán)光學(xué)厚度峰值。用區(qū)域，也會(huì)影響俘獲原子數(shù)目。圖2.2的橫坐標(biāo)為光哄陷俘激光^u啟時(shí)間點(diǎn)相對(duì)于冷卻光關(guān)斷的時(shí)間差；縱坐標(biāo)為拍照光講束縛原子布局的中心峰值位置的庿原子團(tuán)光學(xué)厚度。激光波長(zhǎng)為780.74nm，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)是在關(guān)斷冷卻光，重新粟浦光，磁場(chǎng)等后等待26rns后的原子拍照得到的結(jié)果�？梢钥吹剑庵v激光與冷卻光共存時(shí)間稍長(zhǎng)，峰值原子的光學(xué)厚度就迅速減小。依照所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們?cè)O(shè)重新冷卻光關(guān)斷0.3ms后開啟原子光講陷俘。接著，我們測(cè)量了在光勢(shì)講波長(zhǎng)780.54nm不同光講哄深下，勢(shì)講所陷俘的原子總數(shù)的變化規(guī)律。參見圖2.3,光哄陷俘原子總數(shù)原子與光勢(shì)講深近似成線性比例。物理圖像上很直觀，光勢(shì)講越深，可抓取原子系綜的有效區(qū)域就越大。光哄俘獲冷原子

我們測(cè)量了在光勢(shì)講波長(zhǎng)780.54nm不同光講哄深下，勢(shì)講所陷俘的原子總數(shù)的變化規(guī)律。參見圖2.3,光哄陷俘原子總數(shù)原子與光勢(shì)講深近似成線性比例。物理圖像上很直觀，光勢(shì)講越深，可抓取原子系綜的有效區(qū)域就越大。光哄俘獲冷原子，我們關(guān)心和必須考慮的一個(gè)物理量，即原子俘獲壽命。在只采用一個(gè)入射方向的光勢(shì)講，原子團(tuán)很快地就被光散射出成像用CCD相機(jī)的工作區(qū)域�？删_測(cè)量原子團(tuán)原子數(shù)目的時(shí)間尺度大致在五六十毫秒。超過該時(shí)間尺度，相當(dāng)多的原子已移出CCD相機(jī)成像區(qū)域了。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析上，很難得到原子數(shù)隨陷俘時(shí)間的衰減壽命。17

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2728986