原子—光子量子操控研究获得进展

2010-11-15 12:02 来源: 中国科学院
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  华东师大物理系系主任、精密光谱科学与技术国家重点实验室长江学者张卫平领衔的研究团队,在原子光子量子操控领域取得重要的实验研究进展,最新成果日前发表在美国物理学会杂志《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

  该实验研究表明,利用基于拉曼效应的原子存储技术,可以在原子系综中“写入”一种自旋波。这种原子自旋波能够被用来操控两个不同频率模式的光子。实验结果显示,在原子自旋波的驱动下,光子在两个不同的频率模式之间发生振荡式的跳跃。这种不同模式之间的光子数反转振荡,非常类似于量子光学中著名的原子在强激光驱动下的“拉比振荡”现象。所不同的是,在该团队的实验中,原子与光子互换了角色,原子被用来驱动光子。“这一成果在思想与概念上拓展了当前量子光学的研究内容,为原子—光子量子操控打开了新的思路。”特别是这一原理能够用于实现高效的光子转换与光量子态的制备与控制,其在量子信息与精密测量技术中具有潜在的应用前景。

  该项研究完全是在华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室完成的。论文的第一作者陈丽清博士是在清华大学完成博士后研究工作后加入张卫平团队的,并成为该团队主要研究骨干之一。论文的主要合作者之一区泽宇是华东师大紫江讲座教授、美国Indiana-Purdue大学教授,他每年都用几个月时间访问华东师大,与张卫平团队开展相关的研究合作。

  张卫平表示,除了学术上的创新意义之外,这一成果的取得对其本人与其团队都具有里程碑式的意义。张卫平更多为同行知晓的是其作为理论家,对量子光学与原子光学这些领域的理论贡献。自2003年回国定居以来,他一直致力于开展实验研究工作。从2008年年底开始搭建实验室到现在,在不到两年的时间里,实现了从理论到实验的跨越式发展。其领导的团队,在实验方面也是一个组建不到两年的年轻队伍。除他本人外,该团队的研究人员均由年龄30岁左右的年轻人组成。这些年轻人在实验上从零开始,通过团队之间实验与理论的密切合作,已形成了一个相互促进的良好的学术环境。张卫平在谈到他的团队时,充满信心。虽然这是一支十分年轻的队伍,但其所取得的研究进展表明他们正在迅速成长,具有良好的发展潜力。目前该团队正在致力于发展光子与原子协同操控的量子技术。