近日，中南大学物理学院超快量子调控研究组在国际期刊Physical Review A发表了题为“All-optical Raman control of ultracold atomic hyperfine states using the pulsed jump protocol”的论文，研究组2022级硕士研究生简欣霞为论文第一作者，何军教授和束传存教授为论文的共同通讯作者，研究组2024级硕士研究生郑知键，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院周林副研究员和蒋俊杰博士为论文合作者。

论文通过发展脉冲跳跃协议，实现了全光拉曼调控超冷原子的超精细量子态。基于量子绝热演化的一般判据，设计了脉冲跳跃协议，推导出了在单Λ三能级系统中实现高保真量子态转移所需的脉冲面积与相位条件。在此基础上，将该协议扩展至包含相邻中间态的双Λ四能级系统。针对超冷⁸⁷Rb原子进行数值模拟，研究表明，在单Λ三能级系统中，通过受激拉曼绝热通道和脉冲跳跃协议，均能够实现高保真且鲁棒的量子态转移。对于双Λ四能级系统，通过调节脉冲跳跃协议中的关键参数，即脉冲振幅与双光子失谐，可以有效抑制共振与失谐拉曼路径间的相消干涉效应，从而实现对量子态转移的高保真操控。该研究为全光量子调控超冷原子的超精细量子态提供了理论依据，为相关实验的设计与实现提供了有益参考。

该研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等项目的资助。

的资助

论文链接：Phys. Rev. A 112,013108(2025)

撰稿：简欣霞

一审：周航

二审：洪倩倩