基于增强绝热捷径的相干原子输运：双阱光晶格

相干原子输运的理论研究迄今主要局限于具有谐振囚禁势的一维模型系统。本文在远为复杂的物理情形下研究这一重要现象——它是基于冷中性原子的多种量子技术应用的前提。更具体地说，我们研究在移动的双阱光晶格中的快速原子输运，其三维（非谐振）势在平面 x-y 内不可分离。我们首先提出声光调制器的特定配置，以在该平面内任意方向上产生移动晶格效应。然后，我们利用两类量子控制方法确定实现单原子输运的移动晶格轨迹：绝热捷径（STA，此处以基于 Lewis-Riesenfeld 型动量二次型动力学不变量的逆工程形式使用）及其最近提出的改进版增强绝热捷径（eSTA）。随后，我们通过数值求解相关含时薛定谔方程来量化所得的单原子动力学，并通过评估各自的保真度比较基于 STA 与 eSTA 的输运效率。我们表明——除浅晶格区域外——eSTA 方法始终优于其 STA 对应方法。本研究对基于碰撞纠缠双量子比特门的中性原子量子计算以及通过导引原子干涉仪对恒定均匀力进行量子传感具有直接意义。