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编译服务: 精密测量科技动态监测平台 编译者: marcus2017 编译时间: 2021-12-6 点击量: 62

谐振子对于量子光学和分子物理学来说是教科书中一个基础内容。其等间隔能级使得人们可以构建表现为经典行为的相干态以及组装非经典态。特别的是,压缩态已经被用来减少测量噪声突破了标准量子极限。这对于连续可变的量子信息处理中的量子计量和量子门来说是非常重要的。

人们已经在不同系统中制备了压缩态。在机械振子中,压缩通常是通过施加一个控制初始态量子演化到压缩态的微扰哈密顿量来产生的。在这种情况下,压缩态制备速率受限于量子速度极限。耗散油藏工程技术中以振荡器频率调制的势场也能够用来产生压缩。这些方案的操作通常需要很多振荡周期来达到可用的压缩。因此,这些方案仅仅被应用在高质量因子的振荡器中以避免比振动周期更长的相关退相干机制。在一个噪声振荡器中,例如非理想谐振势的光晶格,压缩需要在自由空间来演化,操作也不是单一的。另一方面,如果系统的哈密顿量快速变化,粒子的位置-空间波函数仍保持完整而且波函数能够被表示为一个新的本征矢。在这种情况下,初态和末态重叠的反余弦不为零,以至于量子速度极限是不适用的。这就提供了一种无退相干的快速量子态加工方法。这个方法已经通过在囚禁离子上的势场非瞬时开关和光力学系统中热态来证明了,但是还没有通过量子区域中的势场突变来实现。

2021年10月27日,新加坡南洋理工大学的Shau-Yu Lan课题组在《物理评论快报》(PHYSICAL REVIEW LETTERS)上发表了题为:“Rapid Quantum Squeezing by Jumping the Harmonic Oscillator Frequency.”。文章中,作者通过控制光晶格激光的强度来产生振动基态原子的压缩和反压缩。利用同样的方法,作者实现了一个压缩协议来放大最小值的位置突然移动而产生的位移算符。这些结果可以加速量子门并在嘈杂的环境中实现量子传感和量子信息处理。

 

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