冷原子介質(zhì)中量子信息存儲(chǔ)研究

中科院上海光機(jī)所量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王育竹

“冷原子和原子介質(zhì)中量子信息存儲(chǔ)研究”

一.量子信息存儲(chǔ)研究工作主要進(jìn)展：

1.量子信息存儲(chǔ)技術(shù)用于原子鐘工作機(jī)制研究

2.冷原子芯片研究

3.高頻原子勢(shì)阱研究二.計(jì)劃任務(wù)書調(diào)整建議:計(jì)劃任務(wù)書無調(diào)整，按計(jì)劃進(jìn)行。下一步打算：1．量子信息存儲(chǔ)用于原子鐘研究有緩沖氣體吸收池有豐的物理問題，特別研究在消干對(duì)量子信息存儲(chǔ)影響。研究量子信息存儲(chǔ)技術(shù)用于原子鐘工作機(jī)制，解決限制原子鐘性能提高的基本因素。原子鐘是信息技術(shù)的核心問題，也是我國(guó)當(dāng)前航天和國(guó)防技術(shù)的急需。2.實(shí)現(xiàn)冷原子介質(zhì)用于量子信息存儲(chǔ)技術(shù)研究實(shí)現(xiàn)芯片原子芯片提高裝載效率。研制多元量子信息存儲(chǔ)勢(shì)阱。3.實(shí)現(xiàn)高頻勢(shì)阱4.BEC在量子信息研究在BEC平臺(tái)可開展光晶格研究，探索BEC介質(zhì)在量子信息存儲(chǔ)和量子糾纏應(yīng)用的可能性研究。

1。光信息存儲(chǔ)應(yīng)用于原子鐘工作機(jī)制。2。光信息傳播速度問題的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。提出原子鐘新機(jī)制的出發(fā)點(diǎn)：1。銣原子鐘長(zhǎng)期以來受到廣泛的關(guān)注，研究人員花費(fèi)了大量心血使銣原子鐘成為十分完美的的實(shí)用原子鐘。銣鐘的體積十分小，但保持了相當(dāng)好的頻率穩(wěn)定度。在空間導(dǎo)航定位、通訊和守時(shí)系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。2。銣原子鐘利用了多種物理現(xiàn)象諸如：光抽運(yùn)效應(yīng)、Dick效應(yīng)（緩沖氣體效應(yīng)）、功率的頻率展寬和移動(dòng)等等。但均引起原子鐘的頻率移動(dòng)，影響原子鐘頻率穩(wěn)定性。多數(shù)引起頻率移動(dòng)效應(yīng)均可控制到很小的數(shù)值，只有光頻移是一個(gè)限制頻率穩(wěn)定度主要因素。3。原子介質(zhì)中的量子相干效應(yīng)的研究新成果（電磁感應(yīng)透明、光速減慢、光信息存儲(chǔ)），為改善原子鐘性能提供了新的可能性。相干存儲(chǔ)原子鐘的理論

相干存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)裝置Microwavecavity

B~0微波躍遷譜與磁場(chǎng)的關(guān)系（B=140mG)有光頻移和無光頻移譜線的初步結(jié)果光信息傳播速度問題的實(shí)驗(yàn)測(cè)量1.Phy.Rev.Lett.94,053902(2005)2.Nature(London)425,695(2003)3.Nature(London)406,277(200003.S.Y.Zhuet.Al.“Propagationoffrontanddiscontinuitiesindispersivemedia”FastCausalInformationTransmissioninaMediumWithaSlowGroupVelocityMichaelD.Stenner,1,2DanielJ.Gauthier,1,*andMarkA.Neifeld21DukeUniversity,DepartmentofPhysics,andTheFitzpatrickCenterforPhotonicsandCommunicationSystems,Durham,NorthCarolina,27708USA2DepartmentofElectricalandComputerEngineering,TheOpticalSciencesCenter,UniversityofArizona,Tucson,Arizona85721USA(Received10June2004;published9February2005)Itiswidelybelievedthatthevelocityofinformationvi

encodedonanopticalpulseisequaltothegroupvelocityvg,atleastwhenvgislessthanthespeedoflightinvacuumc.Ontheotherhand,severalauthorssuggestthatvi=

c,althoughthesizeofthesignaltravelingatthisvelocitymaybesmall,therebymakingitdifficulttomeasure.Here,wemeasurevi

forpulsespropagatingthrougharesonant‘‘slow-light’’mediumwhereg=

0.006c.Wefindvi=

1.03c(+0.49c,-0:25c),orthatvi=

168g,clearlydemonstratingthatthespeedofinformationcannotbegenerallydescribedbyg,butischaracterizedbyitsownvelocity.PRL94,053902(2005)PHYSICALREVIEWLETTERS11FEBRUARY2005光的群速減慢：群速光超光速：Sommerfeldfoundthatthefrontofthepulse(themomentwhenthefieldfirstesnonzero)propagatespreciselyatc,consistentwiththespecialtheoryofrelativity[8].Brillouinalsomadeasurprisingprediction:Hefoundthatvs=vgwhenvg<c.Onemightthinkthatthegroupvelocity,definedforanarrowbandwidthpulse,wouldnotbeausefulconceptforapulsecontainingastepdiscontinuityinthefieldamplitude.Despitethisapparentcontradiction,hispredictionseemstoholdformanycasesofinterest,leadingtothebeliefthatitisgenerallyapplicable.超光速現(xiàn)象研究Rb多普勒譜線輪廓5P1/2-2-1012mf

5P1/2-2-1012

-101

5S?-2-1012mf雙

暗態(tài)：產(chǎn)生超光速現(xiàn)象的介質(zhì)條件

超光速現(xiàn)象：電磁感應(yīng)透明直流EIT實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.電磁感應(yīng)透明約70%。2.剩余磁場(chǎng)不均勻度小于1mG。無緩充氣體的EIT透明譜F=2F’=1F=2F’=2middleEIT和EIA產(chǎn)生的色散型吸收和透明峰dn/d<0dn/d>0TheKramers-Kronigrelat