基于原子系综量子操控的量子干涉技术的开拓

It has been well-known that interferometry exhibits a great power of technology in the areas of microscope, holography, sensor, navigation, inertial guidance, and so on.The pursuit for the precision and sensitivity of interfrometry has led to a number of branches in the modern optics.In particular,with the recent development of quantum science and rising ability of quantum control technology, a new frontier, following quantum optics and atom optics, quantum metrology based on quantum manipulation of photons and atoms is emerging.The proposed project, targeting the development of the frontier on our advantage in theory and recent progress in experiment, will explore quantum metrology based on quantum manipulation of atomic ensembles, and develop the related quantum technologies including quantum interfrometry. The success of the project not only will lead to the new development of the areas including quantum optics，atom optics and quantum information, but also provide completely new scientific ideas and technical approaches for quantum metrology in the context of quantum manipulation.

干涉技术在显微、全息、传感、导航、精确制导等领域所展现出的强大技术威力是尽人皆知的。对干涉测量精度与灵敏度的不断追求已导致了近代光学多个分支学科的诞生。特别是近年来，随着人们对微观量子世界的科学认知水平和技术控制能力的不断擢升,一个以量子光学与原子光学为基础，量子技术为牵引力的前沿方向- - 基于光子与原子量子操控的量子精密测量研究（Quantum Metrology）正在兴起。本项目的立项正是顺应这一国际前沿发展趋势，利用我们团队在相关领域所积累的强力理论优势以及近年来发展的实验基础，开展基于原子系综量子操控的量子精密测量的研究与探索，开拓以量子干涉技术为核心的相关量子技术。本项目的成功不仅将推动量子光学、原子光学以及量子信息科学等相关学科领域的进一步发展，而且将为量子精密测量研究在量子操控的意义上提供全新的思路与技术途径。

干涉技术在显微、全息、传感、导航、精确制导等领域所展现出的强大技术威力是尽人皆知的。对干涉测量精度与灵敏度的不断追求已导致了近代光学多个分支学科的诞生。特别是近年来，随着人们对微观量子世界的科学认知水平和技术控制能力的不断擢升，基于光子与原子量子操控的量子精密测量研究正在兴起。本项目的立项正是顺应这一国际前沿发展趋势，开展基于原子系综量子操控量子精密测量的研究与探索，开拓以量子干涉为核心的相关量子技术。通过五年的不懈努力，本项目在光与原子联合量子操控与量子精密测量技术的开拓，包括光量子关联干涉仪、光量子放大器、光-原子混合干涉仪等方面完满并超额完成了项目整体计划任务，实现了预期目标。同时在实验与理论上取得了多项突出性成果，达到本领域国际先进水平，对我国原子、分子与光物理与精密测量领域的交叉发展起到了积极的推动作用。.本项目执行期间已在国际顶级与一流物理刊物Nature Communications, Physical Review Letters, Optica等上发表论文50余篇，其中包括Nature Communications 上 1 篇，Physical Review Letters 上 9篇，Optica上1篇，New Journal of Physics 1篇, Applied Physics Letters上3篇，Optics Letters上2篇，Optics Express上3篇, Physical Review A 上19篇。专著一部，另申请专利8项，7项已获得授权。.此外，通过本项目实施，项目负责人获中国物理学会饶毓泰物理奖，1位骨干入选上海市浦江人才计划、2位入选上海市启明星计划。吸引了欧盟博士Dr Florian Hudelist通过欧盟Science and Technology Fellowship Program资助来项目组从事博士后研究，并获得国家自然科学基金委的第一批外国青年学者研究基金的资助。培养与正在培养博士生30人，其中1位获中国优秀博士生代表参加62届德国林岛诺贝尔奖得主大会，1位获国家百篇优秀博士论文提名奖，2位获上海市优秀博士论文，多位获国家奖学金。通过项目开拓，牵引出国家重点研发计划专项首席项目，培养与凝练了一支理论与实验相融合的科研团队。同时开展了广泛的国际合作，为促进相关领域的国际学术交流作出了重要的贡献。