实现量子操控最大的障碍是量子系统与环境耦合所导致的耗散,它会破坏甚至消除量子系统有用的量子效应。本课题基于腔QED系统,并把该系统的破坏因素之一的耗散利用于制备多原子多体量子态以及探索新奇量子相,为耗散在可控物理系统模拟强关联体系方面的应用提供了一个典型范例。本课题依次研究多个受驱动原子与单个耗散腔、与一维耗散腔链、以及与二维耗散腔链的耦合,研究如何通过控制系统的参量,使得系统的幺正动力学与耗散动力学共同诱导出特定的不可逆动力学过程,从而把多个原子驱动到所期待的多体量子态或者新奇量子相。由于所构造的不可逆动力学过程把耗散当做积极的因素加以利用,因此所得到的多体量子态以及新奇量子相对消相干不敏感;此外,它只取决于参量之间的关系而不是精确值,同时也不依赖于多原子体系的初始态。这在很大程度上放宽了对实验条件的要求。
英文主题词quantum simulation;many-body quantum states;novel quantum phases;dissipation control;cavity QED systems