首台量子氣體顯微鏡可對單個鍶原子成像 #量子

首台量子氣體顯微鏡可對單個鍶原子成像

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... 2024-04-25 19:30 .. 也可用於量子模擬，解釋當前計算機無法回答的問題。
    相關論文發表於最新一期《物理學評論X輯·量子》上。
    量子物理學需要借助高精度傳感技術來深入研究材料的微觀特性。
    量子氣體顯微鏡能檢測單個原子，生成分辨率非常高的量子氣體圖像，是從原子水平理解量子系統的強大工具。
    量子氣體顯微鏡裝置目前主要依賴鋰和鉀等鹼性原子，但與鍶等鹼性原子相比，鋰和鉀的光譜性質更簡單，這意味著鍶能提供更多信息。
    此外，鍶的獨特性質也使其在量子計算和量子模擬領域備受關注。
    例如，鍶原子雲可用作原子量子處理器，解決當前經典計算機無法處理的問題。
    鑒於鍶量子模擬的巨大潛力，ICFO科學家著手構建量子氣體顯微鏡。
    為此，他們首先利用激光降低鍶氣體溫度。
    在短短幾毫秒內，使其溫度降至幾乎絕對零度。
    在此條件下，原子行為受量子力學定律支配，表現出量子疊加和糾纏等新特征。
    隨后，他們利用特殊激光激活了光學晶格，使原子沿空間排 .. UfqiNews ↓ 5

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...里面的离子的跃迁频率会有一定的频率分布.
    在有一定频率分布的前提下，所有离子很难同时和腔中的光子产生较强的相互作用.
    但是，要想实现高效率、高展宽的量子技术比如量子存储和量子传导，就必须具备较强的集体相互作用.
    而当该课题组终于实现很强的集体相互作用时，他们开始观测到CIT的现象，并使用理论推导对其加以验证.
    CIT的现象到底是什么？具体来说，当观测腔的反射图谱时，研究人员看到一个非常窄的透明窗口.
    当增加探测光的功率之时，这个窗口会变得更窄、更深.
    那么，CIT的机理是什么？该团队发现当发射一个特定频率的光子时，有一些离子的频率低于光子的频率，有一些离子的频率则会高于光子的频率.
    这些频率更高和更低的离子，对于光场的影响可以互相抵消.
    当然，也有一些离子的频率和光子的频率非常接近，我们称它们为共振离子.
    对于特定频率的光子来说，它能否被反射回去取决于所有离子对它的影响.
    对于.. 01-07 20:00 ↓ 17

...他们通过一种叫做频率梳的工具，从稳定光源来生成低噪声微波信号，从而提高设备的计时精度.
    频率梳，就像它的名字一样，可以产生一系列精确间隔的频率点，就像梳子上整齐排列的梳齿一样.
    这些频率点可以作为高精度的计时标准，帮助我们的科技设备更加精确地工作.
    然而，传统的频率梳技术有着很大的局限.
    它们通常依赖庞大的光学设备，体积可能会达到数十升，不仅增加了成本，也限制了它们在更小、更便携设备中的应用.
    另外，这些系统的功耗也相对较高，可能会达到千瓦以上，这意味着它们在很多情况下都不太实际，尤其是在那些电源供应有限或者需要长时间运行的环境中.
    正是在这样的背景下，美国国家标准技术研究院（NIST）利用集成光子技术，采用了一种全新的方法——两点光频率分割，成功地在微芯片上生成了低噪声微波信号.
    这种方法的核心在于，它使用了非常小的、集成在芯片上的光学元件.
    这些元件，包括半导体激光器和.. 03-11 22:30 ↓ 14 ..UfqiNews