研究方向

里德堡原子（高激发态原子，主量子数n远大于1）有着非常奇异的性质，比如极化率随n^7增大，辐射寿命随着n^3提高，原子间相互作用随着n^11增加。这些特性使得里德堡原子成为了研究精密测量及量子物理的绝佳物理平台。本团队致力于利用里德堡原子的超长寿命，对电磁波敏感等性质来进行量子精密测量的研究；利用里德堡原子间长距离且可控的相互作用来精确控制量子系统的哈密顿量，进行多体物理量子模拟及量子计算的研究；利用里德堡原子系综的量子集体增强效应及腔QED来进行量子光学的研究。

【基于里德堡原子的量子光学研究】

本研究方向主要是通过比较成熟的激光冷却技术来制备冷原子微系综，利用原子系综的集体增强效应和里德堡原子的激发阻塞效应，可以高效地制备里德堡单激发态，并通过拉曼光将其转换成所需的光量子态。此外里德堡也是实现量子存储的重要体系，量子存储对于远距离量子通信的实现是必不可少的。基于里德堡原子的量子光学研究对于量子信息的应用以及量子物理的研究都有着重要的价值。

【基于里德堡原子的量子物理研究】

在冷原子量子物理中，实现大规模可控量子系统是一个新的领域。利用激光快速控制原子，形成高度可控原子阵列。结合相邻原子之间在里德堡状态下的较强相互作用，可以实现多量子比特门，从而实现原子间的纠缠。这些相互作用、多量子比特门、量子纠缠态可以用于量子物理方面的研究，如量子模拟、量子计算等。