导读:本文包含了囚禁离子论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:离子,量子,光学,哈密,微波,阻尼,线形。
囚禁离子论文文献综述
胡长康[1]（2019）在《基于囚禁离子系统的绝热量子调控实验研究》一文中研究指出囚禁离子由于具有囚禁时间长、相干时间长、不需要极端的冷却条件可在室温环境下工作、拥有内部电子自旋以及外部运动等多个自由度且易于操控,长期以来深受人们喜爱,是用于研究量子光学、量子电动力学、进行精密测量、量子模拟或者是量子信息处理的理想系统。我们搭建了利用射频场囚禁171Yb+离子的实验系统,利用激光实现了对该离子的多普勒冷却、光泵浦量子态初始化以及量子态荧光探测等。同时,我们利用微波完成了单比特量子态调控以及量子态层析等,利用受激拉曼跃迁耦合自旋态和运动态,成功将离子冷却到运动基态,并且测量了加热速率,演示了将运动态制备为相干态等。绝热演化是量子力学中非常常见同时也是非常重要的一种演化过程,而绝热定理是绝热演化的充要条件,在物理学的发展过程中具有极其重要的意义。然而,近年来发现的震荡哈密顿量,由于能级之间的共振跃迁,导致了绝热条件与绝热定理不一致。同时,绝热定理仅适用于闭合系统,那么在开放系统中该如何定义。基于我们搭建的囚禁离子系统,围绕上述所述的问题,我们展开了一系列的实验和理论研究:1.利用囚禁离子比特,我们设计了一个震荡的哈密顿量,检验了几个相关的绝热条件,证实这几个绝热条件都不再适用。然后,引入旋转的非惯性坐标系,再次检验上述相关绝热条件,无论是在谐振点还是远离谐振点,这些绝热条件都能够很好的预测绝热行为。最后,我们还给出了该验证机制在惯性与非惯性坐标系中描述绝热行为的等价条件。2.在开放量子系统中,由超算符决定的主方程控制下的非幺正演化可以直接推广绝热定理。为了实现目标主方程,我们引入了高斯噪声来对驱动比特的微波做频率调制,实现了高度可控的高品质的退相干信道。与闭合系统中的情况不同,随着演化时间的增加,绝热条件与绝热定理趋向一致,绝热有效性条件对共振现象具有鲁棒性。并且,我们还证明了开放系统中的Deutsch算法有一个最优的时间窗口。3.在实验上首次验证了惯性定理和执行该定理的协议的能力,证实惯性解的鲁棒性。对于偏离惯性定理较小的情况下,理论仿真能很好的支持上述结论。而对于偏离惯性定理较大的情况,惯性解的振幅首先出现误差,但是相位仍然是精确的。通过加入振幅校正,我们很好的解决了这个问题,而相位信息也可以用于惯性极限之外的参数估计。惯性解的实验验证为快速高精度的量子控制奠定了基础。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
王朝全,涂建辉,党文强,崔敬忠[2]（2019）在《应用于微波钟的十六极线型阱中汞离子囚禁数值及仿真研究》一文中研究指出基于多极线型Paul阱的汞离子微波钟由于不依赖于庞大、笨重的激光系统使得它重量轻、体积小,并且具有稳定度高、漂移率小等特点,非常适合作为下一代卫星导航系统和深空探测的星载原子钟,具有较高的研究价值。采用基于Matlab的数值计算和基于Simion软件的仿真模拟两种方法分别研究和总结得到了十六极阱中汞离子囚禁的若干方面特征,并针对这些特征进行了阐述和理论分析。研究结果为十六极阱中汞离子囚禁的稳定电压、离子运动轨迹以及缓冲气体对离子的冷却等方面的系统性能优化提供了指导。研究成果的应用目标是为从离子囚禁系统的优化设计角度提高微波钟的性能指标提供依据,最终为实现窄线宽、高信噪比、高稳定度的汞离子微波钟提供理想的离子囚禁系统。(本文来源于《时间频率学报》期刊2019年02期）
汪漫,柳浩,陈义和,佘磊,颜碧波[3]（2019）在《基于~(199)Hg~+离子囚禁的四极线型离子阱径向囚禁势的研究（英文）》一文中研究指出在汞离子(~(199)Hg~+)微波频标中,通过四极线型离子阱囚禁汞离子(~(199)Hg~+)获得超精细跃迁光谱。汞离子的囚禁与频标稳定度紧密相关。在满足Mathieu方程稳定性条件的情况下,研究了该频标径向囚禁势对阱中囚禁汞离子(~(199)Hg~+)数的影响。经扫频,其影响表现在荧光强度、谱线宽度和中心频率叁个方面的变化上.随着径向囚禁势的增加,荧光的强度增大,谱线宽变窄,中心频率向左偏移.由此,设计了小型化射频源,以确保离子的稳定囚禁。经测试,小型化射频源幅度的标准差稳定度为0.51 V。其体积仅0.1 L,功耗约3.5 W,能满足小型化汞离子微波频标制备要求。(本文来源于《量子电子学报》期刊2019年01期）
王朝全,涂建辉,崔敬忠[4]（2018）在《四极-十六极分区式线型阱中汞离子囚禁仿真研究》一文中研究指出利用SIMION软件建立了四极-十六极分区式线型离子阱系统模型,在此基础上仿真模拟了汞离子在四极阱和十六极阱中被囚禁时的第一稳定区,并分析了离子在不同阱中的运动特性。研究了汞离子云在分区式阱中的囚禁体积和速度分布,以及在不同囚禁区域之间的穿梭过程。模拟得出了稳态情况下分区式阱中不同囚禁区域的粒子数密度分布,验证了分区式离子阱中离子云被连续囚禁、穿梭时粒子数衰减和补偿。同时,根据以上数据分析讨论了汞离子囚禁时的多普勒效应,估算了基于此分区式离子阱的汞离子微波钟的性能水平。(本文来源于《宇航计测技术》期刊2018年06期）
潘勇,李海霞,何胜国,童昕[5]（2018）在《分段线形离子阱中离子的囚禁及微运动补偿》一文中研究指出设计了一套用于分段线形离子阱囚禁离子及微运动补偿的射频-静电耦合电源电路,实现了钙离子在离子阱中的囚禁.通过CCD相机观察离子发出的荧光确定离子晶体位置。利用离子阱中12段极杆上静态电压的独立控制实现了离子晶体在叁维空间中的精密控制,减小了射频调制的微运动。此离子囚禁系统可进一步确定离子晶体的物理性质,如离子的宏运动频率、离子晶体的温度分布等,并实现多组份离子晶体的囚禁。(本文来源于《量子电子学报》期刊2018年04期）
陈灏[6]（2018）在《快速操控囚禁离子在Lamb-Dicke区域的精确量子态及相关应用》一文中研究指出近年来,随着激光技术的不断发展,人们已经能够以极高的精度快速地相干操控囚禁离子的内部电子态及其振动量子态,这为利用囚禁离子进行量子计算、量子信息处理及其量子动力学的研究提供了可靠的基础。不仅如此,由于囚禁离子系统具有相干时间长、可拓展性好等优点,使其成为了最有希望实现大规模量子计算的系统之一。全文共分为五章。第一章为绪论部分,简要介绍了离子的囚禁与激光冷却、激光与离子相互作用中常用的近似、受击光晶格系统、基于囚禁离子的量子态制备以及量子计算。第二章,我们研究了激光撞击下单个囚禁两能级离子在Lamb-Dicke区域的量子运动并且得到了 一系列精确的广义相干态解。在研究中发现了一个新的稳定性参数区域,在这个区域中经典稳定性判据和量子基态稳定性的保真度处理是完全符合的。这个区域包括了一些不同寻常的区域:共振频率下的弱撞击区域以及远离共振频率的强撞击区域。当场参数在稳定性区域时,离子的波包串在Lamb-Dicke区域内持续振荡。然而当参数在不稳定区域时,它们会坍塌并远离Lamb-Dicke区域,这将会导致系统从线性到非线性的过渡。与此同时,我们还发现激光撞击使得精确解发生相跳变。这就导致了动量和能量在参数稳定区域和不稳定区域分别发生了稳定和不稳定跳变。此后,我们将态进行一个π/2的旋转,可以得到在某一个内态上精确的几率,基于此我们可以设计激光脉冲来解析地控制系统的超快布居转移和纠缠生成。第叁章,我们研究了囚禁在驱动光学晶格Lamb-Dicke区域中单离子的量子动力学,该离子有两个稳定的电子基态,其电子基态与其余的能谱之间有一个很大的能隙。我们发现了一系列有相同能量期待值即能量瞬时简并的薛定谔猫态。非驱动n声子系统的基态本征态的准粒子激发被称为此猫的“活”态和“死”态,该准粒子激发服从非阿贝尔统计。这种简并不是基于简单的对称性考虑的而是拓扑的,因此基于宏观分离的非阿贝尔准粒子的编织操作可能对微观扰动以及来自环境的噪声不敏感。我们用一串δ脉冲实现了不同瞬时简并基态之间的可控跃迁。这些结果可以在现有的装置中实验证明,并且可能用于设计多个单离子的量子动力学来实现拓扑量子计算。第四章,我们研究了囚禁在一维线性阱中受到态相关力作用的两离子的量子动力学。系统的哈密顿量可以表示成两个独立的谐振子,它们分别描述系统的质心运动和相对运动。对于任意可积的时间相关的力,我们可以通过试探解的方法得到系统的质心运动和相对运动的精确解。这样一个精确的解析结果为调整系统参数来实现相位控制提供了可靠的方案。因此在该精确解的基础上我们实现了一个快速的两量子比特相位门。我们考虑态相关的力是简单的余弦函数,其频率和强度是待定的,一个短的预期操作时间可以反向地确定激光诱导的态相关力的强度和频率。这样一个光滑连续的力相较于撞击力来说可以减小实验误差。并且这种量子门方案对于两个不同种类的离子以及不同比例的态相关的力的情况都是有效的。第五章,对本文的工作进行了总结与归纳,并对囚禁离子相关的实际应用作了简要的展望。(本文来源于《湖南师范大学》期刊2018-06-01）
林秀,杨榕灿[7]（2018）在《在囚禁离子系统制备叁离子树型叁维纠缠态》一文中研究指出树型叁维纠缠态是一种新型的叁维纠缠态,其可增强量子通信的安全性.基于囚禁离子系统提出一种只需一步就可制备叁离子树型叁维纠缠态的理论方案.该方案所需的相互作用时间短,基于当前的技术是有可能实现的.(本文来源于《福建师范大学学报(自然科学版)》期刊2018年03期）
张侃,韩玉龙,孙金芳,程军[8]（2018）在《囚禁离子在磁-光场作用下的量子动力学》一文中研究指出为研究磁场对叁能级囚禁离子量子动力学的影响,严格求解了单个叁能级囚禁离子在磁-光场作用下的Jaynes-Cummings模型,对囚禁离子的平均振动量子数和离子振动态的压缩效应进行了数值分析.结果表明:平均振动量子数的时间演化显示出与二能级Jaynes-Cummings模型相似的塌缩-回复特征,且磁场越强回复周期也越长;在强磁场耦合情形下,磁场能显着增强离子振动态的压缩效应;离子初始处于激发迭加态时可观测到最大的振幅压缩。(本文来源于《量子电子学报》期刊2018年03期）
程晓杭[9]（2018）在《囚禁离子中的若干模拟问题》一文中研究指出量子模拟和量子计算是量子信息科学的基础。1982年,费曼提出“量子模拟”的概念,对于当前无法在自然系统中观测的物理现象或非物理现象,可以利用其他可操控的平台来实现,并且可能创造新的理论,发现不同应用,为量子信息科学提供理论基石。截至目前,量子模拟的平台呈现多样化发展,例如囚禁离子、超导电路、量子光学系统、超冷原子气体等等。凝聚态物理、量子力学、量子化学等领域的相关模型也在不同量子模拟平台得以研究。本文主要围绕囚禁离子实验平台,在前期线性工作的基础上探索其非线性特性,并结合嵌入式量子模拟器,对不同违反因果律的非物理模型进行量子模拟及观测。取得成果如下:一、在囚禁离子平台中研究当系统远离Lamb-Dicke区域时的非线性动力学。针对该非线性项,我们发现在满足特定条件时,非线性项将阻断Jaynes-Cummings模型和量子Rabi模型在Hilbert空间中量子信息的传输。在不考虑脉冲设计的情况下,通过加入耗散项的非线性反Jaynes-Cummings模型实现高阶Fock态的制备。与此同时,以深度超强耦合作用下的线性量子Rabi模型作为对照组,揭露非线性量子Rabi模型的性质。最后,给出模拟方案,在单囚禁离子平台同时加载非谐振非线性红蓝边带相互作用用以实现该非线性Rabi模型,展示其作为动力学量子筛选器的器件化应用。二、研究在现有可高度操控的量子模拟平台观测非物理操作的原理,给出实验方案。实现该操作的原理为通过引入辅助量子态,将原空间的力学量编译至辅助量子态,扩大Hilbert空间的维数,对应至量子模拟平台,最后将量子态反投影回原空间,从而观测不同违反因果律的非物理操作。扩大的Hilbert空间亦称为“模拟空间”,这样的投影编译过程称为“嵌入式量子模拟”。其中内容包含:1.观测时间反演对称、空间反演对称及更一般的时空轴线性变换——伽利略变换。将原有空间的初始态投影至扩大的Hilbert空间后得到对应的扩大维数的初始旋量,进行时间演化后,再将任意t时刻的量子态反投影回原空间,从而实现时空轴的变换观测。最后,结合不同囚禁离子实验室的数据,考虑实验中可能出现的退相干项,得到该实验方案的保真度,证实其在不同囚禁离子实验平台操作的可行性。2.实现粒子统计的转换。引入嵌入式量子模拟器,将Bose-Einstein统计和Fermi-Dirac统计波函数同时置入于扩大的Hilbert空间中,在经过时间的演化之后,再投影回原空间,即可使得量子粒子的统计得以变换,从玻色子到费米子或是费米子到玻色子。先利用少粒子的情况进行举例阐述,再将其扩展至多粒子情况。我们所提出的方案可以在不同的量子模拟平台,例如囚禁离子、量子光子学和超导电路等得以实现。该工作深入研究量子粒子的对称性和反对称性交换。(本文来源于《上海大学》期刊2018-04-01）
李金晴,罗云荣,海文华[10]（2017）在《囚禁单离子的量子阻尼运动》一文中研究指出用包含偶极和四极虚势能项的非厄米哈密顿算符来描述Paul阱中囚禁阻尼单离子在静电场下的量子运动.通过导出和分析系统的精确解,得到在PT对称和不对称情形下的不同实能谱与稳定量子态,以及PT不对称情形的虚能谱和衰减量子态,同时给出相应于不同态的参数区域和存活概率.结果发现该非厄米系统外场参数能惟一确定量子稳定态并导致波函数形态变化,据此提出非相干操控相应量子跃迁的方法.让量子态衰减导致的离子位置期待值的衰减与经典阻尼谐振子的衰减一致,得到虚势能参数与经典阻尼参数的对应关系.所得结果将进一步丰富具有广泛应用背景的囚禁离子动力学.(本文来源于《物理学报》期刊2017年23期）
囚禁离子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于多极线型Paul阱的汞离子微波钟由于不依赖于庞大、笨重的激光系统使得它重量轻、体积小,并且具有稳定度高、漂移率小等特点,非常适合作为下一代卫星导航系统和深空探测的星载原子钟,具有较高的研究价值。采用基于Matlab的数值计算和基于Simion软件的仿真模拟两种方法分别研究和总结得到了十六极阱中汞离子囚禁的若干方面特征,并针对这些特征进行了阐述和理论分析。研究结果为十六极阱中汞离子囚禁的稳定电压、离子运动轨迹以及缓冲气体对离子的冷却等方面的系统性能优化提供了指导。研究成果的应用目标是为从离子囚禁系统的优化设计角度提高微波钟的性能指标提供依据,最终为实现窄线宽、高信噪比、高稳定度的汞离子微波钟提供理想的离子囚禁系统。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
囚禁离子论文参考文献
[1].胡长康.基于囚禁离子系统的绝热量子调控实验研究[D].中国科学技术大学.2019
[2].王朝全,涂建辉,党文强,崔敬忠.应用于微波钟的十六极线型阱中汞离子囚禁数值及仿真研究[J].时间频率学报.2019
[3].汪漫,柳浩,陈义和,佘磊,颜碧波.基于~(199)Hg~+离子囚禁的四极线型离子阱径向囚禁势的研究（英文）[J].量子电子学报.2019
[4].王朝全,涂建辉,崔敬忠.四极-十六极分区式线型阱中汞离子囚禁仿真研究[J].宇航计测技术.2018
[5].潘勇,李海霞,何胜国,童昕.分段线形离子阱中离子的囚禁及微运动补偿[J].量子电子学报.2018
[6].陈灏.快速操控囚禁离子在Lamb-Dicke区域的精确量子态及相关应用[D].湖南师范大学.2018
[7].林秀,杨榕灿.在囚禁离子系统制备叁离子树型叁维纠缠态[J].福建师范大学学报(自然科学版).2018
[8].张侃,韩玉龙,孙金芳,程军.囚禁离子在磁-光场作用下的量子动力学[J].量子电子学报.2018
[9].程晓杭.囚禁离子中的若干模拟问题[D].上海大学.2018
[10].李金晴,罗云荣,海文华.囚禁单离子的量子阻尼运动[J].物理学报.2017
论文知识图
![表面电极离子阱的几何结构[95]](http://image.cnki.net/GetImage.ashx?id=1012029532.nh0040&suffix=.jpg)
