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《武汉物数所甚高精度星载铷钟首次装备北斗三号入轨服役》

  • 来源专题：中国科学院亮点监测
  • 编译者： feifei
  • 发布时间：2019-01-08

  • 2018年11月19日2时7分，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星，这也是我国北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星。这是北斗导航系统首次装载甚高精度星载铷钟，为系统提供分米级定位能力奠定了基础。此次入轨服役的甚高精度星载铷钟由中国科学院武汉物数所研制。

    此次卫星的成功发射，标志着我国北斗三号基本系统星座部署圆满完成，后续将开展系统联调和性能指标评估，计划年底前开通运行，向“一带一路”国家和地区提供基本导航服务，迈出从区域走向全球的“关键一步”。

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相关报告

  • 《武汉物数所等从实验上获得自旋-轨道角动量耦合超冷原子体系的基态相图》
    • 来源专题：中国科学院亮点监测
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2019-03-30
    • 近日，中国科学院武汉物理与数学研究所研究员江开军团队实现了超冷原子的自旋-轨道角动量耦合效应，首次从实验上获得了该耦合体系的基态相图，研究成果发表在美国《物理评论快报》上(Phys. Rev. Lett. 122, 110402 (2019))。该工作是和青岛大学、美国莱斯大学以及澳大利亚斯威本科技大学的科研人员一起合作完成的。 　　粒子的内部自旋和外部轨道运动（线动量或者轨道角动量）之间的耦合在原子、光子和固体材料等体系中普遍存在，是大家普遍关注而没有解决的物理问题，而具有高度可操控性的超冷原子可以用来研究这种耦合效应。在超冷原子研究的前十年间，国际上已经实现了自旋-线动量耦合，并且揭示了很多新奇的量子效应，但是自旋-轨道角动量耦合效应在实验上还没有研究。在自旋-线动量耦合中，光的线动量在拉曼跃迁过程中相干地转移给原子，体系具有空间平移对称性，并且动量的连续性导致能谱也是连续的。在自旋-轨道角动量耦合中，光的轨道角动量在拉曼跃迁过程中相干地转移给原子，体系具有旋转对称性，并且轨道角动量的分立性导致能谱也是分立的，所以自旋-轨道角动量耦合展现出完全不同的量子特性。 　　江开军团队研究人员在球形光阱中制备了铷原子玻色凝聚体，利用一对高斯光和拉盖儿-高斯光诱导原子两个内态之间的拉曼跃迁，将拉盖儿-高斯光的轨道角动量相干地转移给玻色凝聚体，实现了超冷原子的自旋-轨道角动量耦合，首次从实验上获得该耦合体系的基态相图，证明相变是一阶相变，观察到一阶相变伴随的磁滞回线效应，并且观察到原子相互作用对相变的影响。该工作为研究超冷原子体系的相变、非平衡动力学行为提供了新的途径。 　　该研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金委以及中国科学院仪器项目和先导专项的资助。
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  • 《武汉物数所在基于中性原子的量子信息处理基础研究中取得进展》
    • 来源专题：中国科学院亮点监测
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2019-01-14
    • 近日，中国科学院武汉物理与数学研究所研究员詹明生领导的团队在基于中性原子的量子信息处理的基础研究中取得新进展。该团队率先利用魔幻光强技术构造高品质的中性原子量子寄存器，并在该新型量子寄存器中实现了保真度高于99.99%的全局单量子比特门。该操控精度超过了公认的容错量子计算所要求的量子门的操控精度的阈值。该实验研究成果近日发表在《物理评论快报》上。 　　中性原子体系作为量子计算的候选体系之一，与超导、半导体等候选体系相比具有良好的可扩展性、较长的相干时间、可控的原子间相互作用等优势。在此前的实验研究中，国际上众多研究组均采用会对原子产生较大的微分光频移的光偶极阱阵列装载中性原子用于构造量子寄存器。在固有的非均匀展宽的影响下，这些研究组对寄存器中单比特量子全局逻辑门操作的错误率通常在10-3量级，未曾达到量子纠错的容错阈值（1X10-4）。该问题成为基于中性原子搭建实用型量子计算机的三大障碍之一。 　　在武汉物数所副研究员何晓东和许鹏带领下，博士生盛诚等人在此前该团队创立的单原子魔幻光强偶极阱（MI-ODT）工作（Phys.Rev.Lett. 117, 123201 (2016)）的基础上，利用该技术成功实现了一个4x4的新型魔幻光强偶极阱阵列。进而在对该阵列的16个量子比特的逐个单比特逻辑门操控中，实现了平均错误率仅为（4.7±1.1）x10-5的全局单比特量子逻辑门，并且最大与最小操控误差都在10-5的区间内，优于1X10-4。这个结果归功于魔幻光强偶极阱能抑制量子比特共振频率的非均匀展宽，从而极大地提升了阵列中量子比特的相干性以及共振频率的一致性，最终使得微波操控量子比特的精度得到显著提高。 　　该研究成果是该团队发展的魔幻光强原子囚禁与量子态精密操控技术在高保真全局单量子门的成功应用，突显了该原创技术在中性原子量子计算研究的价值，为下一步构造可扩展的中性原子量子信息处理奠定了基础。 　　该研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金委和中国科学院先导专项的资助。
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