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超辐射晶格研究进展

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量子模拟是指利用可控量子系统模拟哈密顿量的演化过程,为研究量子多体问题提供了超越经典算力的途径.冷原子光晶格作为常用的量子模拟平台,实现了一系列重要量子物态的模拟,但仍受制于量子调控所导致的加热效应.为解决调控与低温之间的矛盾,提出一种基于室温原子集体激发态的晶格结构并用于量子模拟,即动量空间的超辐射晶格.介绍超辐射晶格的基本原理和最新实验进展,包括手征边缘流、平带局域化、动力学局域化和非局域化等重要固体物理现象的模拟以及晶格几何相位的测量.超辐射晶格可用于发展光学二极管等光学器件,并为量子精密测量及量子模拟提供新的技术和方法.
Research Progress on Superradiance Lattices
In order to investigate quantum many-body problems beyond classical computational capability,artificial quantum systems have been developed to simulate the evolution of target Hamiltonians,referred as quantum simulation.Optical lattices of ultracold atoms are a widely-used platform for quantum simulation,which has realized various exotic quantum matters.However,the quantum control inevitably induces heating.In order to address this issue,a room-temperature quantum simulation platform was proposed and realized based on momentum-space superradiance lattices.This paper reports the recent progress on superradiance lattices,including the observation of chiral edge currents,flat-band localization,and dynamical localization and delocalization.Based on superradiance lattices,a spectroscopic method is presented to measure the geometric phases of topological matter,and various optical devices such as the optical diode can be designed.Superradiance lattices provide new approaches to quantum metrology and quantum simulation.

superradiancemomentum space latticequantum simulation

蔡晗、徐兴奇、王大伟、刘仁保、朱诗尧、司嘉理

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浙江大学物理学院,杭州 310027

浙江大学光电科学与工程学院,杭州 310027

浙江大学,极端光学技术与仪器全国重点实验室,杭州 310027

香港中文大学物理系,香港 999077

得州农工大学量子科学与工程研究所,得克萨斯 77843,美国

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超辐射 动量空间晶格 量子模拟

国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目国家重点研发计划项目

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2024

中国基础科学
科学技术部基础研究管理中心

中国基础科学

CSTPCD
影响因子:0.345
ISSN:1009-2412
年,卷(期):2024.26(3)