原子芯片的基本原理、关键技术及研究进展

• 作者: 李沫 陈飞良 罗小嘉 杨丽君 张健
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 原子芯片 原子磁导引 冷原子 原子光学
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 综述
• 页码范围: 50-69
• 页数: 20页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201561

摘要

飞速发展的激光冷却、囚禁与操控中性原子的理论和实验技术不仅促进了人们对微观物质运动规律的认知,而且在精密测量和量子信息领域催生了多项颠覆性的器件与应用.不同于传统复杂庞大的原子光学实验装置,原子芯片通过在硅等基底上制备的表面微纳结构或器件来精准控制磁场、电场或光场,从而在小尺度、低功耗条件下实现对原子的强束缚与相干操控,被认为是一种稳定、精确、功能及扩展性强大的原子及其量子态片上实验平台,具有广泛且重大的应用价值.本文首先简要回顾了原子芯片的发展历程,然后介绍了基于载流导线的微势阱及微导引实现原子芯片的基本原理,并着重讨论了基于载流导线的原子芯片制备技术、测试方法和集成的全链条关键实现技术.随后,本文综述了各国与原子芯片相关的研究计划布局和主要应用进展,指出原子芯片走向实用面临的挑战性问题,并对其未来发展进行了展望.