玻色气体的极端碎片化

玻色气体的碎片化指的是单个粒子本征态的有限子集上宏观占据。此现象与量子光学中粒子数压缩的概念有关，这是一种可以提供测量灵敏度提升的优异量子态属性。迄今为止，碎片化仅在涉及大量玻色子（N）于少数模式的实验中部分实现。本文引入了一种实用且高效的方案，用于准备有限模式玻色-赫伯特模型中的碎片化态。我们展示了如何利用模式之间的大能量色差作为实际控制参数，成功地在极短的准备时间内对玻色气体进行碎片化。在现实实验约束下，我们采用最优控制方法，获得了在数个隧穿时间内的高填充因子下的总碎片化，实现了$\ket{N/L,...,N/L}$ Fock态，其中包含数百个玻色子，驻留在极少数模式中。