光阱中中性原子的门保真度、退相位与“魔术”囚禁

中性原子在光学偶极阱中囚禁时的门操作保真度与相干时间是其实用化的关键指标。囚禁原子的运动是影響门保真度和相干时间的关键因素之一。在分析其影响时，该运动通常被视为经典振子。本文中我们将原子的运动处理为量子振子。在分析门保真度与退相干时，考虑了原子在振动态上的布居。我们表明，热囚禁原子的温度会显著限制相干旋转门的保真度。我们还表明，若差分频移稳定且振动态不改变，由原子热运动引起的两超精细态之间的退相位可自然重相位。本文也讨论了由囚禁激光强度涨落引起的退相干。通过将原子冷却至振动态基态和/或使用蓝失谐囚禁，门保真度与相干时间均可显著提升。更重要的是，我们提出了一种通过将原子制备到特定振动态实现的“魔术”囚禁条件。