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实验实现光学量子棘轮

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分类：O431.2[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理] TG142.71[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
作者机构：[1]Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230026, China, [2]Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
相关基金：Acknowledgments This work was supported by the National Basic Research Program of China （2011CB921200）, the National Natural Science Foundation of China （11325419, 11274289, 61327901） and the Fundamental Research Funds for the Central Universities （WK2470000011）.

关键词：棘轮效应, 量子共振, 实验实现, 光子, 示范, 光学系统, 肉眼观察, 量子现象, Quantum ratchet , Quantum simulation Photonics , Quantum resonance

中文摘要：

粒子在外势场中的演化可以用薛定谔方程描述．研究发现可以用光场的相位调制模拟粒子的外势场，只要制备出感兴趣的位相分布调制，就可以利用光束的演化模拟粒子在外势场中的演化．实验上利用相位镜产生锯齿状的外势，从而在全光系统中实现了量子棘轮，用肉眼就可以看到22步的棘轮效应．进一步还演示了棘轮效应中的量子共振现象．本工作实现了用经典光模拟量子粒子的演化，从而可以研究其他有趣的量子现象．

英文摘要：

We create a potential for light with a phase mirror and then experimentally realize a photonic quantum ratchet in an all-optical system, in which ratchet effects can be observed with the naked eye up to more than 22 steps, and quantum resonance can be demonstrated. Our method also provides a new means to simulate quantum particles with classical light, and it can be applied to investigate many other quantum phenomena.

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