| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| Chapter 1 Introduction | 第9-14页 |
| 1.1 Quantum simulation | 第11-14页 |
| Chapter 2 Ultracold atoms and Bose-Hubbard Model | 第14-23页 |
| 2.1 Optical lattice | 第14-18页 |
| 2.1.1 1D optical lattice | 第14-15页 |
| 2.1.2 2D optical lattice | 第15页 |
| 2.1.3 3D optical lattice potential | 第15-18页 |
| 2.2 Bose-Hubbard Hamiltonian | 第18-21页 |
| 2.3 Quantum walk | 第21-23页 |
| Chapter 3 Experimental setup and measurement techniques | 第23-39页 |
| 3.1 Implementation of the experiment | 第23-31页 |
| 3.1.1 The vacuum system | 第23-25页 |
| 3.1.2 Magnetic fields | 第25-27页 |
| 3.1.3 Homemade laser | 第27-31页 |
| 3.2 Optical transport of atoms | 第31-32页 |
| 3.3 Evaporative cooling in the science chamber | 第32-35页 |
| 3.4 Preparation of 2D systems | 第35-39页 |
| Chapter 4 Laser setup and ~(87)Rb | 第39-49页 |
| 4.1 Diode lasers 780 nm | 第39-45页 |
| 4.1.1 Laser for MOT | 第39-40页 |
| 4.1.2 Master laser | 第40-41页 |
| 4.1.3 Cooler laser | 第41-42页 |
| 4.1.4 Repumper laser | 第42-44页 |
| 4.1.5 Laser molasses system | 第44-45页 |
| 4.2 High-power laser 1064 nm | 第45-49页 |
| Chapter 5 Single atom image and manipulation of the system | 第49-62页 |
| 5.1 Absorption imaging for ultracold atoms | 第49-51页 |
| 5.2 High resolution imaging system | 第51-54页 |
| 5.2.1 Experimental setup of imaging system | 第52-54页 |
| 5.3 Quantum phase transitions | 第54-56页 |
| 5.4 Holographically generated optical potentials | 第56-62页 |
| 5.4.1 Spatial light modulator (SLM) | 第58-59页 |
| 5.4.2 DMD device | 第59-62页 |
| Chapter 6 A theoretical scheme of Boson sampling with ultracold atoms | 第62-80页 |
| 6.1 Basic Formalisation of boson sampling | 第63-65页 |
| 6.2 Hong-Ou-Mandel effect | 第65-68页 |
| 6.3 Multi-photon interference | 第68-70页 |
| 6.4 Realization of boson sampling | 第70页 |
| 6.5 Hong-Ou-Mandel effect and bosonic atoms | 第70-75页 |
| 6.5.1 Double-well potential and beamsplitter | 第72-74页 |
| 6.5.2 Multi-massive particles HOM effect | 第74-75页 |
| 6.6 Superlattice | 第75-80页 |
| 6.6.1 Superlattice Phase | 第77页 |
| 6.6.2 Superlattice & Hong-Ou-Mandel effect | 第77-80页 |
| Chapter 7 Conclusion & outlook | 第80-82页 |
| Bibliography | 第82-88页 |
| Acknowledgements | 第88-89页 |
| Publications | 第89页 |
