基于里德堡原子相干时空调控的新型全光量子器件

基本信息
批准号:11704063
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:刘一谋
学科分类:
依托单位:东北师范大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:范楚辉,张焓笑,白思音,杜磊,许楠
关键词:
偶极阻塞宇称时间对称量子光学相干里德堡原子四波混频
结项摘要

The long-range dipole interaction between the Rydberg atoms and their sub-millisecond level-life provide a new possibility to achieve the long distance controlled mechanism based on blockade effect in a single multi-body system or among the different quantum systems. The research in the area of this quantum many body effect dominated by Rydberg blockade mechanism has well developed. Since the study on single Rydberg-State system has achieved fruitful results, it will be important in the field of development that the research the combined Rydberg system with other physical effects as well as Multiple Rydberg-State system for the future. This project aims to explore the new theory of all-optical or single photon devices which are controlled by Rydberg atoms and to handle the characteristics of these devices combined with other quantum effects such as four wave mixing or Parity-Time Symmetry and the interactions among the Multi-Rydberg states. This research includes: (a) The spatial and temporal characteristics of Rydberg atomic ensemble with four-wave mixing effects; (b) Diffraction properties of Rydberg atomic grating under the Parity-Time Symmetric; (c) Non-local effects and multi-stability of the Multi-Rydberg system dominated by cross-interactions among the Rydberg States with different principal quantum number. The in-depth study of this project will help us to explore many-body effects of Rydberg atoms (molecules) and application. And it is also to promote the research of experiments and is of great significance in such areas of quantum optics and quantum information.

Rydberg原子间的长程偶极作用以及Rydberg态亚毫秒量级的退相干时间,为实现量子体系间的量子相干多体操控提供了新的可能。以此为基础的一类量子多体效应正成为量子光学与量子信息的研究热点。单一Rydberg态系统的研究已取得丰硕成果,研究多Rydberg态系统并结合其他物理效应的研究是未来Rydberg原子领域的重要发展方向。本项目旨在将其与四波混频效应、宇称时间对称以及多Rydberg态系统结合,探索新物理现象与效应,并对以此为基础的全光器件操控理论加以研究。本项目的研究重点包括:1. Rydberg原子调控的四波混频效应与时空关联型器件;2.宇称时间对称调控的新型Rydberg原子光栅;3.基于多Rydberg态原子体系的单光子晶体管。对本项目的深入研究,将有助于探索Rydberg原子多体效应的研究与应用,为相关实验研究提供理论储备,并在量子光学与量子信息等领域具有重要指导意义。

项目摘要

Rydberg原子间的长程偶极作用以及Rydberg态亚毫秒量级的退相干时间,为实现量子体系间的量子相干多体操控提供了新的可能。以此为基础的一类量子多体效应正成为量子光学与量子信息的研究热点。结合其他物理效应的研究是未来Rydberg原子领域的重要发展方向。本项目旨在将其与光学微腔体系结合,并引入光学宇称时间对称等新兴的光学调制手段,探索新物理现象与效应,并对以此为基础的全光器件操控理论加以研究。本项目的研究重点包括:1. 基于Rydberg原子耦合的光学微腔复合量子体系,构造的时空关联型器件;2.光学宇称时间对称调控的新型非厄米原子光栅;3.基与Rydberg原子体系的多稳和阻塞效应的单光子存储型器件。对本项目的深入研究,将有助于探索Rydberg原子多体效应的研究与应用,为相关实验研究提供理论储备,并在量子光学与量子信息等领域具有重要指导意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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