采用线性量子反馈实现玻色-爱因斯坦凝聚态的多模式冷却

该研究团队从理论上研究了基于测量的反馈控制对扁圆形准二维原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)运动自由度的调控,该系统处于连续密度监测条件下。研究人员建立了线性-二次-高斯(LQG)模型,用以描述连续测量与控制下凝聚体集体激发模式的多模动力学。关键之处在于,采用的多模冷阻尼反馈控制方案基于现实可行的状态估计方法,无需依赖特定原子动力学模型。分析结果表明,在广泛参数范围内可将集体激发冷却至单声子平均占据数以下(基态冷却),并明确了渐进实现最低稳态声子占据数的条件。此外,开发了多目标优化方法以权衡冷却速度与最终云团能量之间的关系,通过数值模拟展示了将凝聚体基态之上的前十个运动模式冷却至基态的过程。该工作为实验实现反馈冷却BEC所需的控制设计和参数选择提供了具体指导。

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