俘获、操控与探测超冷原子:量子技术教程

人工超冷原子系统是基础量子力学研究和量子技术发展的重要平台。在接近绝对零度的温度下,原子会呈现宏观相位相干性和集体量子行为,使其可应用于精密计量、量子模拟乃至信息处理领域。本综述概述了囚禁、操控与探测超冷原子的关键技术,并着重阐述了各方法的主要应用场景。该研究团队系统阐释了激光冷却、磁光囚禁等基本原理,以及光学晶格和光学镊子等最广泛应用的技术。随后讨论了原子内外自由度的操控手段,介绍了原子干涉测量技术及原子间相互作用的调控方法。接着综述了常见的系综检测策略,包括吸收与荧光成像、态选择性读出、关联测量和量子非破坏测量,最后阐释了高分辨率检测方案。本综述旨在帮助该领域的新进人员全面理解支撑超冷原子物理研究的实验工具包,及其在量子科学与技术中的跨学科应用。

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提交arXiv: 2025-10-23 17:54

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