Приготовление, манипуляция и опрос квантовых состояний ионов Yb+ в электромагнитных ловушках.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-12-00052

НазваниеПриготовление, манипуляция и опрос квантовых состояний ионов Yb+ в электромагнитных ловушках.

Руководитель Багаев Сергей Николаевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №11 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований» (11)

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-302 - Когерентная и нелинейная оптика

Ключевые слова кубиты, перепутанные состояния, прецизионная лазерная спектроскопия, лазерное охлаждение, электромагнитные ловушки, квантовые стандарты частоты и времени, процессы декогеренции

Код ГРНТИ29.29.39

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Основная руководящая идея проекта заключается в том, что кубиты являются одновременно объектами квантовой информатики и прецизионной квантовой метрологии. Поэтому специфические спектроскопические методы и подходы могут эффективно применяться для приготовления, манипуляции и опроса кубитов, а протоколы квантовой информатики могут быть использованы при разработке стандартов частоты и времени для улучшения их метрологических характеристик. Основные цели проекта: Разностороннее исследование физических реализаций ансамблей двухуровневых квантовых систем (кубитов) с возможностью экспериментального контроля их квантовых состояний для задач квантовой информатики и квантовой метрологии. Улучшение метрологических характеристик (стабильности и точности) квантовых стандартов частоты, в том числе, с использованием эффективных квантовых протоколов и современных методов прецизионной спектроскопии. Основным объектами исследований будут сильно запрещенные оптические и СВЧ переходы в ионах иттербия лазерно-охлажденных до сверхнизких температур и локализованных на размерах много меньше длины волны света в электромагнитных ловушках. Оригинальность и новизна основной научной идеи проекта заключается в том, что развиваемые в ИЛФ СО РАН методы обобщенной рамсеевской спектроскопии, спектроскопии "синтетической частоты" и др. можно успешно использовать при реализации квантовых протоколов приготовления, манипуляции и опроса кубитов, в том числе, для ультрахолодных ионов иттербия в электромагнитных ловушках, и наоборот, разрабатываемые в различных группах в России и за рубежом подходы квантовой информатики можно успешно применить для улучшения метрологических характеристик стандартов частоты и времени на основе ионов иттербия. Актуальность исследований, направленных на полный контроль квантовых состояний и квантовой эволюции микро- и мезоскопических квантовых систем, в том числе, отдельных атомов и ионов, на наш взгляд, не требует специальных доказательств, поскольку эти методы лежат в основе разрабатываемых перспективных технологий квантовой обработки информации, что подтверждается пионерскими работами Сержа Ароша (Serge Haroche) и Дэвида Вайнленда (David J. Wineland), удостоенных Нобелевской премии по физике 2012 года за «пионерские экспериментальные методы, которые позволяют манипулировать индивидуальными квантовыми системами и измерять их свойства».

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Занон-Виллетт Т, Минисалль М., Юдин В.И., Тайченачев А.В. Composite pulses in Hyper-Ramsey spectroscopy for the next generation of atomic clocks Journal of Physics: Conference Series (год публикации - 2016)
10.1088/1742-6596/723/1/012057

2. Юдин В.И., Тайченачев А.В., Басалаев В.И., Занон-Виллетт Т. Synthetic frequency protocol for Ramsey spectroscopy of clock transitions Physical Review A, том 94, статья № 052505 (год публикации - 2016)
10.1103/PhysRevA.94.052505

3. Тайченачев А.В., Юдин В.И., Багаев С.Н. Сверхточные оптические стандарты частоты на ультрахолодных атомах: состояние и перспективы Успехи физических наук, том 186, стр. 193-205 (год публикации - 2016)
10.3367/UFNr.0186.201602j.0193

Публикации

1. Жмудь В, Семибаламут В, Димитров Л., Тайченачев А. Calculation of PID-regulator for MISO system with the method of numerical optimization IEEE, Proceedings, стр. 7998568 (год публикации - 2017)
10.1109/SIBCON.2017.7998568

2. Юдин В.И., Тайченачев А.В. Effects of mass defect in atomic clocks IEEE Xplore, стр. 102 (год публикации - 2017)
10.1109/FCS.2017.8088813

3. Прудников О.Н., Чепуров С.В., Луговой А.А., Румынин К.М., Кузнецов С.Н., Тайченачев А.В., Юдин В.И., Багаев С.Н. Лазерное охлаждение ионов 171Yb в частотномодулированном поле Квантовая электроника, т.47, номер 9, стр.806-811 (год публикации - 2017)

4. Юдин В.И., Тайченачев А.В. Mass-defect effects in atomic clocks Laser Physics Letters (год публикации - 2017)

5. Занон-Виллетт Т, Лифевре Р. Юдин В.И., Тайченачев А.В. Universal interrogation protocol for zero probe-field-induced frequency-shift in high-accuracy quantum clocks Physical Review A, том. 96, стр. 023408 (год публикации - 2017)
10.1103/PhysRevA.96.023408

6. Жмудь В., Димитров Л., Тайченачев А. The use of sigma-delta-ADC in the commutation mode, 2017 International Siberian Conference on Control and Communications IEEE Xplore, стр. 7998562 (год публикации - 2017)
10.1109/SIBCON.2017.7998562

7. Тайченачев А.В., Юдин В.И., Багаев С.Н. Recent advances in precision spectroscopy of ultracold atoms and ions Journal of Physics: Conference Series, том. 793, стр. 012027 (год публикации - 2017)
10.1088/1742-6596/793/1/012027

8. Чепуров С.В., Луговой А.А., Кузнецов С.Н., Румынин К.М., Охапкин М.В., Тайченачев А.В., Юдин В.И., Багаев С.Н. Optical frequency standard with ytterbium single ion Journal of Physics: Conf. Series, том. 793, стр. 012004 (год публикации - 2017)
10.1088/1742-6596/793/1/012004

9. Чучелов Д.С., Зибров С.А., Васильев В.В., Тайченачев А.В., Юдин В.И., Величанский В.Л. Характеристики резонанса когерентного пленения населенностей на D1-линиии 87-Rb в поле встречных циркулярно поляризованных волн Краткие сообщения по физике ФИАН, т.10, стр. 9 (год публикации - 2017)
10.3103/S1068335617100025

Публикации

1. Юдин В.И., Тайченачев А.В. Mass defect effects in atomic clocks IOP Publishing Laser Phys. Lett. 15 (2018) 035703, Laser Phys. Lett. 15 (2018) 035703 (год публикации - 2018)
10.1088/1612-202X/aa9aa5

2. Занон-Вилет Т., Леверве Р., Метздорф Р., Силлито Н., Алмонасил С., Минсале М., Клерк Е., Тайченачев А.В., Юдин В.И., Аримондо Э. Composite laser-pulses spectroscopy for high-accuracy optical clocks: a review of recent progress and perspectives Rep. Prog. Phys. 81 (2018) 094401, Rep. Prog. Phys. 81 (2018) 094401 (год публикации - 2018)
10.1088/1361-6633/aac9e9

3. Тайченачев А.В., Юдин В.И. Effects of mass defect in atomic clocks IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 951 (2018) 012026, IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 951 (2018) 012026 (год публикации - 2018)
10.1088/1742-6596/951/1/012026

4. Занон-Вилет Т., Тайченачев А.В., Юдин В.И. Generalized hyper-Ramsey resonance with spinors IOPscience Quantum Electronics (год публикации - 2019)

5. Жмудь В., Семибаламут В., Димитров Л., Тайченачев А. Heterodyne signal filtering for laser measuring Technical Digest of International Multidisciplinary Scientific Geoconference Sgem (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/2.2/S08.029

6. Жмудь В., Семибаламут В., Димитров Л., Тайченачев А. The phase locking system for the frequency locking of laser for geoinformation Technical Digest of International Multidisciplinary Scientific Geoconference Sgem (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/2.2

7. Интеллектуальная фазовая синхронизация частоты двух идентичных лазеров друг другу Smart Phase Locking of the Frequency of Two Identical Lasers to Each Other IEEEXplore, 2018 XIV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE), 319-326 (2018), IEEEXplore, 2018 XIV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE), 319-326 (2018) (год публикации - 2018)
10.1109/APEIE.2018.8545201

8. Недостатки существующих систем регистрации и юридического защита программных продуктов и возможные способы преодолеть их Shortcomings of existing systems for registration and legal protection of software products and possible ways to overcome them IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1015 (2018) 042066, IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1015 (2018) 042066 (год публикации - 2018)
10.1088/1742-6596/1015/4/042066