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開發一種定制的時域數字轉換器來研究光與物質相互作用的基本量子性質。
使用 NI 公司的 FlexRIO 與 Labview FPGA 模塊來創建強大的，多功能的定制儀器，從而使我們可以用硬件實現時間嚴格任務的實時處理。這樣可以實現對極小系統的反饋控制，甚至于單個原子與單個光子的相互作用。
反饋是控制動態系統最強有力的技術之一。我們實驗室研究的系統含有一個單獨的，與單個光子相互作用的中性孤立原子——量子化電磁場的本征激發——被高反射性的腔式鏡面所環繞（如圖 1 和 2）。使用這套系統，我們可以研究光與物質相互作用的基本量子性質，要實現這一點必須將原子限制在腔鏡的中央。然而，固有的加熱過程更傾向于將原子推向其它位置。我們的目標是通過快速的電子反饋技術來抑制這種運動，使用回復力抵消這種逃逸運動。其基本原理如圖 3 所示。運動的不可預測性使得針對它的反應必須快速，但是系統的量子特性限制了信息量的提取。因此，我們必須在 100ns 內，快速執行基于單個光子探測決策過程。我們展示的反饋方案［1，2］在這方面做得非常好。
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