RESOURCE BAY
资源库 · 把常用数值搬上台面
面向中性原子实验与量子纠错研究的日常工具集:两台交互计算器、跃迁与常数速查表、从教材到前沿的学习路径、 二十余个专业软件与全部领域入口。数值均注明出处,以原始文献为准。
01 · CALCULATORS
交互计算器 / ESTIMATE ON THE FLY
拖动滑杆实时估算:阻塞半径决定阵列间距与门串扰,阱深与散射率决定捕获寿命。
RYDBERG BLOCKADE CALCULATOR
阻塞半径 R_b
7.74
µm
V(a) @ 间距 a
211
MHz (2π·)
V(a)/Ω
52.7
强阻塞 STRONG
V(a)/Ω ≫ 1,相邻激发可视为完全抑制(判据:V(a)/Ω ≥ 10 强阻塞)
▸其他态的精确 C₆:用 ARC 库计算
from arc import Rubidium87 # pip install ARC-Alkali-Rydberg-Calculator
atom = Rubidium87()
c6 = atom.getC6Term(70, 0, 0.5, 70, 0, 0.5) # GHz·µm⁶
print(f"C6(70S) = {c6:.1f} GHz·µm⁶")70S 预设取 Bloqade.jl/Harvard 惯用值 C₆/2π = 862 690 MHz·µm⁶;标度律 C₆ ∝ (n*)¹¹ 可粗换算,精确值请以 ARC 或原文献为准。
OPTICAL TWEEZER CALCULATOR
阱深 U/k_B
821
µK
势阱深度 U/h
17.1
MHz
径向频率 f_r
89.2
kHz
瑞利长度 z_R
0.00
µm
微分散射率 Γ_sc = (Γ/Δ)(U/ħ)
6.37 s⁻¹ / atom
≈ 每 0 秒散射 1 个光子⚠ 两能级近似仅用于量级估算:Rb/Cs 在 1064 nm 的精确阱深需对 D1、D2 及反旋项求和(Safronova 极化率计算),典型偏差 10–30%。蓝失谐 (Δ>0) 时 U 为负,形成势垒。
C₆ ∝ (n*)¹¹
主量子数越大,范德瓦尔斯相互作用急剧增强
R_b ∝ (n*)^(11/6) · Ω^(-1/6)
阻塞半径随 n 缓慢增长、随 Rabi 频率缓慢减小
τ ∝ (n*)³
里德堡态辐射寿命近似按立方增长
02 · SIMULATOR
高斯光束传播模拟器 / ABCD RAY TRANSFER
透镜 / 反射镜 / 介质平板自由搭建光路,束腰 w(z) 与波前 R(z) 拖拽实时演化 —— 扩束、准直、腔模匹配先在浏览器里画一遍。
GAUSSIAN BEAM SIMULATOR · SELF-HOSTED
高斯光束传播模拟器
在浏览器里搭光路:透镜、球面镜、介质平板与通用 ABCD 元件自由组合, 束腰 / 波前 / 发散角随光路实时演化 —— 设计扩束系统、估算腔模匹配、 核对光镊光路传播,都可以直接画出来。
- ABCD 矩阵级联传播,复参数 q 全程演化
- 画布直接拖拽透镜 / 反射镜 / 介质平板,实时重算
- Plotly 交互曲线:束腰 w(z) 与波前曲率半径 R(z)
- 参数表内联编辑 + CSV 数据导出 + 光路 XML 存取
首次加载约 3.5 MB(含 Plotly)· 之后浏览器缓存
新窗口独立打开03 · QUICK REFERENCE
原子跃迁速查表 / SPECTRAL ATLAS
四种平台物种 + 通用光镊波长。线宽数值以 Steck 手册与 NIST ASD 为准。
| 物种 | 跃迁 | λ | 线宽 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| Rb-87 | D2 · 5S₁/₂ → 5P₃/₂ | 780.241 nm | Γ/2π ≈ 6.07 MHz | 冷却 / 成像 / 里德堡第一跃迁 |
| Rb-87 | D1 · 5S₁/₂ → 5P₁/₂ | 794.979 nm | Γ/2π ≈ 5.75 MHz | 冷却 / 光抽运 |
| Rb-87 | 里德堡双光子 5S → 5P → nS/nD | 780 + 480 nm | — | 中间态失谐按实验选取(常 +2π×1–2 GHz) |
| Cs-133 | D2 · 6S₁/₂ → 6P₃/₂ | 852.347 nm | Γ/2π ≈ 5.23 MHz | 冷却 / 成像 |
| Yb-171 | ¹S₀ → ¹P₁ | 399 nm | Γ/2π ≈ 29 MHz | 蓝色强跃迁 MOT / 快速成像 |
| Yb-171 | ¹S₀ → ³P₁ (互组合线) | 555.8 nm | Γ/2π ≈ 182 kHz | 绿色窄线冷却(本站 Thompson 组主题色) |
| Yb-171 | ¹S₀ → ³P₀ (钟跃迁) | 578 nm | 禁戒(mHz 级) | 光钟 / 核自旋量子比特 |
| Sr-87/88 | ¹S₀ → ¹P₁ | 461 nm | Γ/2π ≈ 30 MHz | 蓝色 MOT(Endres 组路线) |
| Sr-87/88 | ¹S₀ → ³P₁ | 689 nm | Γ/2π ≈ 7.5 kHz | 红色窄线 MOT |
| Sr-87/88 | ¹S₀ → ³P₀ (钟跃迁) | 698 nm | 禁戒(mHz 级) | 光钟 / 光镊钟 |
| 通用 | 远失谐光镊 (Rb/Cs) | 1064 nm | — | 偶极阱 / 光镊(红失谐 hundreds THz) |
| 通用 | Sr 魔术波长光镊 | 813 nm | — | 钟跃迁微分频移为零 |
| 通用 | Yb 魔术波长光晶格 | ≈759 nm | — | ¹S₀–³P₀ 微分频移为零 |
光谱语义 · 本站配色即真实谱线
- #FF3366
780 nm · Rb D2 冷却光
laser-red · 主强调色
- #E11D48
852 nm · Cs D2 冷却光
laser-red 深档
- #F59E0B
1064 nm · 偶极阱 / 光镊捕获光
tweezer-amber
- #2DD4BF
556 nm · Yb 互组合绿线
Thompson 组主题色
- #38BDF8
480 nm · 里德堡跃迁蓝光 (π)
rydberg-blue
- #6366F1
420 nm · 里德堡跃迁紫光 (σ)
rydberg-violet
04 · CONSTANTS
物理常数速查 / SI 2019
c
真空光速
299 792 458
m·s⁻¹ (精确)
h
普朗克常量
6.626 070 15 × 10⁻³⁴
J·s (精确)
ħ
约化普朗克常量
1.054 571 817 × 10⁻³⁴
J·s
e
元电荷
1.602 176 634 × 10⁻¹⁹
C (精确)
k_B
玻尔兹曼常量
1.380 649 × 10⁻²³
J·K⁻¹ (精确)
a₀
玻尔半径
5.291 772 109 03 × 10⁻¹¹
m
α⁻¹
精细结构常数倒数
137.035 999 084
无量纲
μ_B
玻尔磁子
9.274 010 0783 × 10⁻²⁴
J·T⁻¹
m(Rb-87)
铷-87 原子质量
1.443 160 60 × 10⁻²⁵
kg (86.909 1805 u)
m(Cs-133)
铯-133 原子质量
2.206 946 95 × 10⁻²⁵
kg (132.905 451 96 u)
1 u
原子质量单位
1.660 539 066 60 × 10⁻²⁷
kg
05 · LEARNING PATH
中性原子量子计算学习路径 / FROM QM TO FRONTIER
五个阶段,从量子力学地基到前沿追踪:每一步都给出「一本教材 + 一份综述 + 一个可上手的入口」。
量子力学与原子物理地基
先把量子力学、原子结构与激光冷却的语言体系建立起来。
量子信息与纠错入门
从量子比特到表面码 —— 容错架构的理论主线。
里德堡物理与中性原子平台
中性原子量子计算的主战场:里德堡相互作用、光镊阵列与门操作。
前沿追踪与上手模拟
保持对最新结果与工具的敏感度。
06 · TOOLCHAIN
软件工具库 / OPEN-SOURCE ARSENAL
从里德堡 C₆ 精确计算到 SLM 全息生成、从 Clifford 电路采样到实验时序控制 —— 领域标配开源工具全景。
深度学习 / 数值计算
DL & NUMERICS
07 · CALENDAR
学术日历 / WHERE TO SHOW UP
会议、暑期学校与期刊的节奏表 —— 论文该投哪里、报告该赶哪场,一目了然。
会议与暑期学校
QIP
每年 1–2 月
量子信息旗舰会议(轮办官网,搜索 “QIP conference + 年份”)
- APS March Meeting
每年 3 月
凝聚态与量子信息最大集会,中性原子多场专题
- DAMOP
每年 5–6 月
AMO 物理旗舰会议 —— 中性原子主战场
QCMC
每两年
量子通信、测量与计算大会
- Boulder School
每年暑期
量子信息暑期学校(耶鲁/科罗拉多,讲义全部公开)
期刊与预印本
- Quantum
开放获取
量子信息开放获取旗舰,投稿快
- PRX Quantum
APS
APS 量子信息专刊(连同 PRL/PRA/PRX)
- npj Quantum Information
Nature Portfolio
Nature 系量子信息开放刊
- arXiv:quant-ph
每日更新
预印本第一落点 —— 追前沿必看
08 · DIRECTORY
领域导航 / WHO IS WHO
四大智库组、更多活跃课题组、产业公司与数据社区 —— 找合作、找职位、找数据的入口。
数据来源:Steck 碱金属数据手册(steck.us/alkalidata)· NIST ASD · Bloqade.jl 教程(C₆ 约定)· ARC 文档 · Grimm et al. Rev. Mod. Phys. 72, 1013 (2000)(阱深公式)· Gallagher《Rydberg Atoms》(标度律)。本页所有数值仅供快速估算,正式使用请回溯原始文献。发现数值错误?欢迎在手记中勘误。