基于相干激发的光镊阵列中单原子的最小破坏快速成像

光晶格和光镊阵列中的超冷中性原子提供了高度可控的量子多体系统,被广泛应用于量子计算、量子计量学和量子模拟等各类量子科学与技术。通过结合单个原子的高保真成像,可以进一步增强量子气体显微镜、镊子钟和基于镊子阵列的量子计算机等实验平台的能力。在该工作中,研究人员提出了一种通过交替施加来自相反传播方向的π脉冲对原子进行确定性相干激发,从而实现最小破坏性单原子成像的方法,有效缓解了与随机吸收过程相关的基本加热效应。利用俘获在光镊阵列中的镱-174原子,研究人员在17.6微秒内实验演示了快速且低损耗的单原子成像,其判别保真度为99.89(5)%,存活概率为98.80(44)%。重要的是,该研究方案的加热率约为先前采用非相干激发方案的一半。这种快速且最小破坏性的成像方案有助于降低对阱深的要求,从而在广泛的量子科学平台上实现可扩展的原子成像。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-22 19:53

量科快讯