不確定性原理觀察與QCAMP~6/30

本月實驗進展和生活故事基本上都集中在下半個月,因為六月第一週兩個博後都不在新加坡(super postdoc Gleb這次有順利拿到美國簽證去開會可喜可賀);第二週則是兩個博後對功率已經增加的laser調整lens、讓laser更加聚焦;第三週有一定的心力放在CQT高中生營隊QCAMP上,不過實驗逐漸恢復正常;而終於在本週看到意料之外的high fidelity 🙂  實驗室總是充滿各種問題和謎團待解決、這就是在擴展人類知識邊界的氛圍吧.不過生活中認識新朋友、巧遇舊朋友就是純然的快樂,尤其是能夠認真對談share idea的人總是相見恨晚啊!
實驗方面:第一周博後們不在時我自力更生,就loading ion、量量sideband,然後記錄每台雷射的表現狀況.

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實驗室裡面真的可以看到和控制single ion,每次拍照都還是覺得感動!!


第二週兩位博後回來,我們討論後決定按照計畫進行,把雷射聚焦在兩顆ion的其中一顆上,在他們再度allign Raman 時,我就花了三天寫了實驗需要的simulation來確認某個聰明的方法會work.先做些背景說明,系統升級擁有更多Laser power 做實驗看似是百利而無一害,不過實際在做實驗的時候絕對不是如此.簡單來說,當我們能夠更快的來激發某個quantum mode時(所需時間下降)、伴隨的是其在頻率表現上的線寬(linewidth)會上升,代表同一道雷射可能會去drive 到其他亂七八糟mode,這種速度和準度(gate time/crosstalk)的取捨可以說是Heisenberg uncertainty principle的體現:要有速度就沒準度、要準度就沒速度.要有些非常聰明的辦法,否則不同quantum mode 之間的距離會限制這gate time 上限.想當然的我們真的有找到辦法繞過crosstalk 對實驗速度的上限(要不然過去兩個月升級都是玩心酸的),simulation 驗證了Dzmitry的猜測,如果有兩個sideband mode 距離中間那線寬非常大的carrier mode等距,那麼同時激發兩個sideband 他們就不會suffer carrier crosstalk 、而且速度不會受到上限(當然另一個問題是如何分別找到這兩個構成Controlled Beam Splitter 的sideband也是個挑戰),總而言之,在模擬的世界裡一切都能進行下去.
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如果你不知道我在寫什麼細節很正常,因為PhD就是對愈來愈狹小的範圍理解愈來愈多lol


第三週關於QCAMP的事情我等等再說,除了QCAMP之外,第三週也有很多奇葩的事:包含實驗室的home made DDS(direct digital synthesis)居然自己hang 住不動了(但是指示燈是亮的):我和Chihuan花了半天檢查sisyphus雷射的原始功率、AOM efficiency、fiber efficiency、beam pointing,每個檢查都是正常的但是實驗就是不work,最後對於home made儀器保持懷疑的Gleb在接受我們的請求幫助後,就把對應的DDS插拔重開機:一切就恢復正常了… 另外一件事是要找到做實驗需要的2根second order sideband不是那麼trivial的事情,因為整個spectrum 掃過去總是會有一些奇怪的mode,然後我因為找了錯誤的mode那悶為何實驗不work,最後隔天檢查出那個mode是錯的,把正確的mode定位出來讓實驗能正視開始運作.
而本週之所以能獲得進展的原因是我們發現first order sideband也已經快到會和carrier mode crosstalk 產生干擾,以至於實驗的vibration mode 一直沒有辦法被冷卻到基態,對於red sideband/blue sideband 這些first order sideband 我們就直接降低其速度來追求準度.而實驗室目前能夠做到準備六個phonon (fock state|6>)的fidelity為0.9,兩個mode都處於|6>時的Controled beam splitter gate fidelity 有0.8,代表我們的gate 本身表現非常優異,幾乎所有的experiment infidelity 都是初始狀態的state preparation 造成的(0.9*0.9=0.81).
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QCAMP group photo 然後那天我把營隊的衣服拿去洗了(顆顆


這次QCAMP是CQT非常成功的outreach,非常高興自己能參與其中,我在QCAMP擔任的是古典密碼學的講師、密碼學闖關的負責人、還有支援實驗室參觀(這次他們也只參觀了兩個lab)、當然吃pizza也少不了我.很客觀地說自己教學部份做得不突出,首先是我沒有做簡報、就用PDF當作簡報,然後講課時實在也蠻緊張的(即使我反覆練習了應該快十次),不過大家都有聽懂古代有趣小故事、caesar cipher text、one time pad就夠了;密碼學闖關則是和預期中一樣,有組非常聰明的高中生在半小時內就破解完最難的第一題(他們是有獲得我給的七個提示,不過當初我在沒有提示下自己硬幹可是花了超過一個半小時),也有少數幾組在時限內的一小時完成,確實不簡單(當然這三題挑戰的難度是指數下降:第一題動腦、第二題動手、第三題腦筋急轉彎lol);實驗室參訪的部分這些高中生確實問出了些有在思考的問題(尤其是在密碼學闖關表現優異的那組三人),代表他們確實是對科學有理解和興趣,這確實不容易,其中有人(兩個女高中生)的興趣高昂到甚至隔週還有跑回來做實驗室訪談和攝影(我超緊張的),不過我很高興自己還是用一句話表達了自己的研究方向,當然還附加了自己的人生經驗和dzmitry的組很棒棒:)

What we do in the lab in one sentence: Infinite-dimension Quantum information with Continuous-Variables in trapped ions.

學術的部分寫完就來記錄些生活記事:首先是關於MCO,我只有一點要補充就是機場貴賓室,目前看起來光是樟宜機場我就有一共十個貴賓室能免費吃喝洗澡,已經等不及旅行時去看看了.

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(我心目中的先知之一)Ray Kuzweil的新書小說Danielle


在經過比預期多一個月的等待後,我終究收到了Ray Kuzweil的新作(含簽名),這位奇點主義者和超人類主義的標竿人物影響我很深(光是部落格名稱和網誌的url都可以略見端倪),不過我短期間應該不會拜讀這本書,畢竟從台灣圖書館帶來的書還有半打堆在書架上排隊…
 
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和新朋友聚餐一定要來松發的啊


 
之前有緣在NUS台灣人認識了楊學妹(左下)、並回答了她不少來星國前準備該注意的相關問題後,我覺得哪天談的來的人出來聊天吃飯一定會很開心(事實也是如此),於是她抵達星國後的某個週末就帶著其在愛爾蘭讀書的朋友(右下)和她就讀Yale的紐約客室友(右上)出來吃吃走走.我這次當local tour guide走的是非常標準的觀光客路線,松發吃肉骨茶(我實在是太愛松發了)、走走VIVO city、看水舞、穿越整個santosa島直到海灘(中間經過那魚尾獅的時候所有人都覺得很噁..詭異的燈光),無庸置疑是非常高興的一個晚上(有走了超多的路,頗累的)
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這魚尾獅我真的覺得可以當horror movie 背景…


 
當然有緣千里來相聚這句話不是只有說認識新朋友、能夠和老同學見面也是非常難得的事情,因為剛好在IG上看到國中同學陳儀陪著她弟在新加坡旅遊,想說已經九年不見了就趕快約個時段吃飯散散步,畢竟這實在是太難得了,另外一點是國中同學會看來遙遙無期…
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和國中同學陳儀在魚尾獅旁合照


 
 

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