Quantum simulation using optical lattices

使用光学晶格的量子模拟

基本信息

  • 批准号:
    EP/E041612/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 106.72万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2007 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Our aim is to engineer the properties of ultracold atoms, and molecules, in optical lattices and so use these precisely controlled many-body systems to model important strongly-correlated systems from Condensed Matter Physics (CMP). Optical-lattice experiments thus function as analogue quantum computers, and allow exploration of physical regimes inaccessible in CMP systems themselves. The ultimate vision is to develop a complete 'toolbox' of methods for the direct quantum simulation (DQS) of strongly-correlated systems. The intense current interest in this powerful interdisciplinary approach to fundamental quantum many-body problems has been stimulated, in part, by work carried out by members of this Collaboration. For example, Professor Bloch played a leading role in the first experimental observation of the superfluid to Mott Insulator transition in an optical lattice, a prime example of modelling CMP in such systems. This was predicted theoretically by Dr Jaksch (while working with Professor Zoller in Innsbruck). These ideas were recently extended in Florence to controlled disorder in optical lattices, and production of a Bose glass phase.This Collaboration will stimulate further work and collaborations between theory and experiment. The ground-breaking work on disorder will be continued by Dr Fort, using both bosons and fermions, and including time-dependent studies. Professor Foot's team (Oxford) will create a rotating optical lattice to simulate the application of a magnetic field to the analogous Condensed Matter system, and test predictions of Dr Jaksch on the high-field Fractional Quantum Hall effect. Professor Bloch's group in Mainz will create heteronuclear dipolar molecules in an optical lattice and exploit their strong electrostatic interactions for DQS of spin systems. The theory groups of Dr Jaksch in Oxford and Dr Daley in Innsbruck, will use state-of-the-art techniques to model the experimental systems, e.g. studying time-dependent transport phenomena and methods for preparing specialised many-body states via controlled addition of noise.
我们的目标是设计光学晶格中超冷原子和分子的特性,从而使用这些精确控制的多体系统来模拟凝聚态物理 (CMP) 中重要的强相关系统。因此,光晶格实验起到模拟量子计算机的作用,并允许探索 CMP 系统本身无法访问的物理状态。最终的愿景是开发一个完整的方法“工具箱”,用于强相关系统的直接量子模拟(DQS)。目前人们对这种解决基本量子多体问题的强大跨学科方法的强烈兴趣在一定程度上是由该合作组织成员所做的工作激发的。例如,布洛赫教授在光学晶格中超流体到莫特绝缘体转变的首次实验观察中发挥了主导作用,这是在此类系统中建模 CMP 的一个主要例子。 Jaksch 博士(在因斯布鲁克与 Zoller 教授合作时)从理论上预测了这一点。这些想法最近在佛罗伦萨扩展到光学晶格的受控无序以及玻色玻璃相的生产。这种合作将促进理论与实验之间的进一步工作和合作。福特博士将继续利用玻色子和费米子进行有关无序的突破性研究,并包括时间依赖性研究。 Foot教授的团队(牛津大学)将创建一个旋转光学晶格来模拟磁场在类似的凝聚态物质系统中的应用,并测试Jaksch博士对高场分数量子霍尔效应的预测。美因茨的布洛赫教授小组将在光学晶格中创建异核偶极分子,并利用它们强静电相互作用来实现自旋系统的 DQS。牛津大学的 Jaksch 博士和因斯布鲁克的 Daley 博士的理论小组将使用最先进的技术来模拟实验系统,例如研究与时间相关的输运现象以及通过受控添加噪声来准备专门的多体状态的方法。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Transport of strong-coupling polarons in optical lattices
光学晶格中强耦合极化子的传输
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/10/3/033015
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Bruderer M
  • 通讯作者:
    Bruderer M
Ultracold atoms in an optical lattice with dynamically variable periodicity
具有动态可变周期性的光学晶格中的超冷原子
  • DOI:
    10.48550/arxiv.1005.4816
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Al-Assam S
  • 通讯作者:
    Al-Assam S
Capturing long range correlations in two-dimensional quantum lattice systems using correlator product states
  • DOI:
    10.1103/physrevb.84.205108
  • 发表时间:
    2011-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    S. Al-Assam;S. Clark;C. Foot;D. Jaksch
  • 通讯作者:
    S. Al-Assam;S. Clark;C. Foot;D. Jaksch
Categorical Tensor Network States
  • DOI:
    10.1063/1.3672009
  • 发表时间:
    2011-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Biamonte, Jacob D.;Clark, Stephen R.;Jaksch, Dieter
  • 通讯作者:
    Jaksch, Dieter
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