偏振光谱学中原子自旋的量子控制与测量
量子物理
2015-05-14 v1
摘要
量子控制与测量是一枚硬币的两面。为了实现动力学映射，必须将精心设计的时间相关控制场施加到目标系统上。为了读出量子态，必须将系统的信息传递到探测场中。我们研究了这种双重作用的一个具体例子，即通过离共振光学探针的光移相互作用对原子自旋进行量子控制和测量。通过引入不可约张量分解，我们识别了光场斯托克斯矢量与原子自旋态矩之间的耦合。这表明偏振光谱学如何用于对随时间演化的原子可观测量进行连续弱测量。同时，由探测场引起的与状态相关的光移可以驱动自旋的非线性动力学，并可用于在原子上生成任意幺正变换。我们重新审视了主方程的推导，以便在存在非线性动力学和光子散射的情况下给出自旋动力学的统一描述。基于这一形式，我们回顾了其在量子控制中的应用，包括态到态映射的设计，以及通过动态控制系综上的连续弱测量进行量子态重构。
引用
@article{arxiv.0909.4506,
title = {Quantum control and measurement of atomic spins in polarization spectroscopy},
author = {Ivan H. Deutsch and Poul S. Jessen},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.4506},
year = {2015}
}