Long-range interactions in arbitrary geometries

Dit proefschrift beschrijft de bouw, karakterisatie en het eerste gebruik van een programmeerbare kwantumsimulator in de groep van Florian Schreck aan de Universiteit van Amsterdam. De kwantumsimulator wordt gevormd door een register van zeer sterk gefocusseerde laserbundels, genaamd optisch pincetten. In elk optisch pincet zit één enkel strontiumatoom gevangen. Met behulp van een spatial light modulator (SLM) kunnen de optisch pincetten met daarin de atomen in arbitraire posities worden geplaatst. Interacties tussen atomen worden gefaciliteerd door excitaties van de atomen naar een Rydbergtoestand. De combinatie van volledige controle over de posities van de atomen en ver-dragende Rydberg interacties maakt deze kwantumsimulator erg geschikt voor het simuleren van verscheidene kwantummechanische modellen.
In hoofdstuk 2 worden de gedane aanpassingen aan de bestaande experimentele opstelling beschreven, waaronder de installatie van een UV lasersysteem en een hoge snelheid SLM. In hoofdstuk 3 wordt een onderzoek gepresenteerd naar het verplaatsen van atomen met behulp van de SLM. Hoofdstuk 4 bevat een verdere karakterisatie van de UV lasersysteem op strontiumatomen en hoofdstuk 5 bevat de eerste kwantumsimulatie-experimenten op deze machine. Hierbij ligt de nadruk op simulaties van het transverse-field Ising model. In hoofdstuk 6 wordt dit model gesimuleerd op een specifieke fractale geometrie.