Quantum Interference of Photon Pairs from Two Trapped Atomic Ions
我们收集两个被捕获的原子离子的荧光，并测量从离子发射的光子之间的量子干涉。两个光子的干涉是基于光子耦合的原子量子比特纠缠方案的关键组成部分。保持所产生的纠缠和用相同离子重复实验的能力对于实现原子量子比特之间的纠缠量子门是必要的，并且允许实现协议以有效地扩展到更大数量的原子量子比特。
2006-08-05 quant-ph
Stopping waveguide photons with controllable atomic cavity
利用电磁感应透明来减慢或阻止光在自由空间中的传播，实现光量子信息处理和信息存储，近年来受到人们的广泛关注。对于波导光子，在这里，我们提出了一种方法来阻止他们与一对原子镜产生的可控原子腔，其中一个完全反射光子，另一个与可调的反射/透射光子的概率。基于实空间中的全量子力学理论，我们证明了通过调节受驱动的二能级原子散射的能量分裂，可以控制具有固定频率的波导光子的反射/透射几率（即，原子镜）。因此，光子可以通过具有可调节的原子能级的侧原子镜沿着波导可控地传输/反射。理想情况下，光子可以在原子腔中停止。这提供了一种以可控方式停止/重新行进波导光子的新颖机制。并讨论了该方案在现有集成光学器件上的可行性。
2016-03-16 quant-ph
Optimal Photon blockade on the maximal atomic coherence
通常没有明显的证据表明光子阻塞和原子相干性之间有任何直接的关系。在这里，而不是只说明光子统计，我们显示了一个有趣的关系之间的稳态光子封锁和原子的相干性，通过设计一个弱驱动的腔QED系统与一个两能级原子捕获。首次证明了最大原子相干性与最佳光子阻塞之间的完美对应。讨论了强耗散对光子统计、原子相干性及其对应性的负面影响。数值模拟也支持我们的所有结果。
2017-04-14 quant-ph
The influence of dipole-dipole interaction on entanglement in nondegenerate two-photon Tavis-Cummings model with atomic coherence
研究了无耗腔中具有非简并双光子跃迁的偶极耦合双原子与双模光场相互作用系统的纠缠。结果表明，纠缠依赖于原子的初始态.由于原子的相干性和偶极-偶极相互作用的原子纠缠显着增长的可能性的情况下，大的热光子的平均值。
2012-10-13 quant-ph
Simultaneous generation of two spin-wave-photon entangled states in an atomic ensemble
纠缠光子的产生和存储在量子信息技术中起着重要的作用。原子系综中的自发拉曼散射（SRS）为产生具有存储能力的纠缠光子提供了一种很有前途的方法。在过去的实验中，我们利用受激喇曼散射在原子系综中产生自旋-波-光子纠缠态，从而得到一对纠缠光子。本文报道了一种通过收集两个不同方向的Stokes光子，在原子系综中同时产生两个自旋波光子纠缠态的方案。基于所得到的两个原子-光子纠缠源，我们分别制备了三光子GHZ偏振纠缠态和有条件制备了偏振纠缠光子对。
2015-09-10 quant-ph
Superradiant Emission of Ultra-Bright Photon Pairs in Doppler-Broadened Atomic Ensemble
单光子超辐射由于其在有效收集原子系综中的单光子方面的潜在用途而引起了人们的极大兴趣，明亮窄光子对光源是实现基于光与原子系综相干相互作用的量子通信和量子计算机的关键部件。我们报道了超亮光子对的超辐射发射，每输入功率的符合计数率为64，600 cps/mW，通过热蒸气室中的自发四波混频。在多普勒展宽的梯型原子系统中，近原子速度群的双光子相干性的贡献提高了光子对的产生率。探测到单个光子的概率与光学深度的二次比例关系表明超亮度是由超辐射引起的。此外，首次观察到了原子系综在高光学深度处的单光子超辐射拍频。
2016-03-02 quant-ph
Trapping a Free-propagating Single-photon into an Atomic Ensemble as a Quantum Stationary Light Pulse
有效的光子-光子相互作用是实现量子信息处理的关键因素之一。然而，由于光子的玻色子性质，相互作用通常必须通过原子介质介导，并且与效率密切相关的相互作用时间取决于原子-光子相互作用的性质。虽然电磁感应透明效应确实提供了光子量子存储的可能性，但它并没有增加相互作用时间，因为它将光子态完全映射到原子态。相反，稳态光脉冲（SLP）效应将光子态捕获在群速度为零的原子介质中，从而打开了增强相互作用时间的可能性。在这项工作中，我们报告的第一个实验演示捕获一个自由传播的单光子到冷原子系综通过量子SLP（QSLP）过程。我们的结论是，单光子态的量子特性保持良好的QSLP过程中。我们的工作为有效的光子-光子相互作用，奇异光子态和光子系统中的多体模拟铺平了道路。
2022-08-16 quant-ph
Entanglement of Atomic Ensembles by Trapping Correlated Photon States
我们描述了一个一般的技术，允许光场和亚稳态的物质之间的量子相关性的理想转移。该技术基于在相干驱动的原子介质中捕获光子的量子态，其中群速度被几何地降低到零。我们讨论了它在量子态存储、压缩原子态的产生、纠缠原子系综的制备和量子信息处理等方面的应用。
1999-12-10 quant-ph
Two-photon scattering of a tightly focused weak light beam from a small atomic ensemble : an optical probe to detect atomic level structures
研究了弱光束与二能级原子系综的双光子散射。这类似于一维波导中原子系综的光子散射。在单光子共振的双光子非线性标度显示出非单调的行为与几个相同的2LA的数量增加。对于与单光子共振失谐的入射光子，双光子非线性随原子数的增加而单调衰减。两个2LA中的单光子输运与单个V型三能级原子（3LA）中的单光子输运相似。然而，在这两个系统中的双光子输运表现出非常不同的线形。当这些系统中的单光子传输为零时，两个传输的光子在V型3LA中聚束在一起，而它们的相关性在两个2LA中为零。对于少数2LA和3LA，双光子线形的差异持续存在。因此，紧聚焦弱光束的双光子散射可以作为探测跃迁能量相近的不同原子的原子能级结构的探针。
2013-07-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Circular Dichroism of Twisted Photons in the Non-Chiral Atomic Matter
我们计算了由原子激发到离散能级引起的原子对扭曲光子或光学涡旋的吸收的圆二色性（CD）。考虑了光子自旋对原子光激发速率和截面的影响。结果表明，虽然对于电偶极跃迁，原子激发速率依赖于光子自旋和轨道角动量（OAM）的相对取向，产生的CD为零。然而，CD是非零的原子跃迁的更高的多极，峰值在光学涡旋中心，导致优先吸收的光子与他们的自旋与OAM对齐。的影响仍然很大，在近轴极限，其中提供的解析表达式。对于固定的光子自旋，预测的自旋不对称性相当于OAM二向色性。
2017-04-26 quant-ph
Entanglement swapping of atomic states through the photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转实现腔量子电动力学中原子态纠缠交换的方法。两个方案被认为是在其中我们使用三个和四个腔，分别加上一个额外的圆偏振光子。在与被困在腔内的原子相互作用后，系统演化为纠缠的原子-光子态。然后通过对整个原子-光子态的Bell态测量实现纠缠交换。
2010-05-07 quant-ph
Ultrafast Coherent Coupling of Atomic Hyperfine and Photon Frequency Qubits
我们证明了一个原子量子比特之间的超快相干耦合存储在一个单一的捕获镉离子和光子量子比特表示的两个解决了光子的频率。这种超快耦合对于通过光子干涉使远程被捕获离子的网络纠缠至关重要，并且也是实现库仑耦合离子之间的超快量子门的关键组成部分。
2006-04-07 quant-ph
Highly bright photon-pair generation in Doppler-broadened ladder-type atomic system
我们报道了一个明亮的光子对源，每输入功率的符合计数率（cps/mW）为数万，通过自发四波混频从多普勒展宽的原子系综的5S 1/2- 5 P 3/2- 5D 5/2跃迁的87 Rb。在多普勒展宽的梯型原子系统中，几乎所有原子速度群的双光子相干贡献都提高了光子对的产生率。我们得到了Cauchy-Schwarz不等式的破坏因子为2370（150）。我们相信，我们的计划，非常明亮的成对光子是重要的，作为一个有用的量子光源之间的量子纠缠交换完全自治的来源。
2016-09-08 quant-ph
One-photon annihilation of the bound electron-positron pair in the field of atomic nuclei
University of Western Ontario（韦仕敦大学）
该研究推导了重带电原子核场中电子-正电子对单光子湮灭率的显式公式，并指出其可直接应用于 HPs、正电子-氦离子等体系。
2026-10-20 hep-ph nucl-th quant-ph
Photon cooling by dispersive atom-field coupling with atomic postselection
我们建议，在一个拉姆齐干涉仪，冷却腔场到其基态，从一个热分布的色散原子场耦合原子后选择。我们还分析了腔损耗和原子损耗的影响。该实验可以用逼真的参数实现。
2019-04-16 quant-ph
Entanglement of the orbital angular momentum states of the photons generated in a hot atomic ensemble
量子协议将更有效地与高维纠缠态。携带轨道角动量的光子可以用来产生高维纠缠态。在本文中，我们实验证明了在热原子系综中利用自发四波混频产生的Stokes光子和反Stokes光子之间的轨道角动量纠缠。实验还表明，热原子系综与Stokes光子之间存在与空间自由度有关的纠缠。
2008-07-01 quant-ph
Quantum reflection of single photons in a cold Rydberg atomic gas
提出并分析了一种利用电磁诱导透明实现单光子在冷里德伯原子气体中的量子反射的方案，该方案利用存储的门光子制备了一个深的、可调的吸引势阱.这种方案有望用于色散型单光子开关的设计，并可作为同时观察光子波粒性质的量子器件。
2022-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Generation of Photonic Matrix Product States with Rydberg Atomic Arrays
我们展示了如何可以确定性地产生光子矩阵产品状态与高的键和物理尺寸的原子阵列，如果一个人有机会获得里德伯封锁机制。我们发展了一个量子门和一个最优控制方法来控制系统，并分析了原子阵列的光子回收效率。系统的综合建模表明，我们的计划是能够产生大量的纠缠光子。我们进一步发展了一种多端口光子发射方法，可以有效地将纠缠光子分布到自由空间的几个方向，这可以成为未来量子网络的有用工具。
2021-04-13 quant-ph
Generating conditional atomic entanglement by measuring photon number in a single output channel
利用量子化探测光通过原子系综的偏振分析，制备了原子纠缠集体态。在“平衡”检测配置中，其中分析来自两个检测端口的差信号，斯托克斯场矢量的分量的连续监测提供了用于原子系统上的条件投影测量的手段。在这里，我们利用经典的驱动领域，在脉冲制度，和一个“不平衡”的检测设置（单检测器），其中散射光子的有效光子数是检测到的可观察。有条件的原子自旋压缩态和这种压缩态的叠加可以用这种方式制备。
2005-12-01 quant-ph
Generation of atom-photon entangled states in atomic Bose-Einstein condensate via electromagnetically induced transparency
本文提出了一种在原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中产生光子与原子间连续变量纠缠态的方法。提出的方法涉及一个具有三个内态的原子BEC，一个弱量子化的探测激光和一个强经典耦合激光，它们形成一个三能级的Lambda型BEC系统。我们考虑的情况下，BEC是在电磁感应透明（EIT）的耦合激光比探测激光强得多。在这种情况下，上能级和中间能级是空的，因此它们的绝热消除使得有效的双模模型只涉及最低内部能级的原子场和量子化的探测激光场。原子-光子量子纠缠是通过激光与原子、原子间相互作用和双光子失谐产生的。研究了如何产生原子-光子纠缠相干态以及光子（原子）相干态与原子-（光子-）宏观量子叠加态之间、光子-MQS态与原子-MQS态之间的纠缠态。
2004-02-04 quant-ph
Decoherence-free quantum memory for photonic state using atomic ensembles
大规模量子信息处理需要稳定、长寿命的量子存储器。本文利用原子-光子纠缠，提出了一种实验上可行的利用原子系综实现无消相干量子存储的方案，并展示了其应用之一：基于激光操纵原子系综实现未知量子态的远程传输，通过光学元件实现光子态操作，以及中等效率的单光子探测。该方案具有对实际噪声和缺陷的固有容错性，允许在当前技术范围内检索存储器中的信息以用于进一步的量子信息处理。
2008-11-04 quant-ph
Single-photon synchronization with a room-temperature atomic quantum memory
本文利用室温原子量子存储器实现独立单光子的高效同步，显著提升光子对符合率，并通过干涉测量验证了同步光子的不可区分性。
2023-02-19 quant-ph
One-photon communication in atomic media
Yale University（耶鲁大学）
研究单光子通过原子介质传输时的信息损失，通过量子信道保真度分析，发现归一化保真度随耦合强度单调下降，为量子通信提供了性能界限，适用于多种信道类型和确定性及随机介质。
2026-05-21 quant-ph
Trap environment effects over quantum statistics and atom-photon correlations in the collective atomic-recoil laser
本文研究了在集体原子反冲激光器中，陷阱环境对原子和光量子统计特性以及原子-光子关联的影响。原子和光学统计特性以及原子-光子关联依赖于光场的强度和相位。特别是，取决于光场强度和相位的值，场统计从相干到超混沌变化。
2003-03-05 cond-mat.soft quant-ph
Reversal of Photon-Scattering Errors in Atomic Qubits
原子量子比特的自发光子散射是环境引起的误差的一个显著例子，并且是量子操作保真度的基本限制。在散射过程中，量子比特由于与光子的纠缠而失去了其独特和相干的特性。使用一个单一的被困离子，我们表明，通过利用光子携带的信息，我们能够相干逆转这一过程，并纠正散射误差。我们进一步使用量子过程层析成像来表征光子散射误差及其校正方案，并证明每当测量光子时校正保真度大于85%。
2012-09-11 quant-ph
Photon statistics of the light transmitted and reflected by a two-dimensional atomic array
本文研究了光在二维相互作用原子阵列中透射和反射的光子统计特性。反射光束的特征在于光子反聚束。另一方面，在透射光束中，驱动激光光子与原子再发射光子之间的不相容性导致光子聚束。通过原子阵列的合作光学响应，增强了驱动场和散射场之间的重叠。在本文所用的例子中，高达25%的透射光子成对分组。使用量子轨迹的随机方法进行模拟。
2021-11-22 quant-ph
State-dependent atomic excitation by multi-photon pulses propagating along two spatial modes
本文研究了单个二能级原子与两个空间模（左、右）和频率连续波脉冲相互作用的动力学。利用Heisenberg运动方程，给出了Fock态和相干态两个空间模多光子脉冲激发原子的显式解析推导和一般形式.在此基础上，我们证明了单光子Fock态脉冲对原子的理想激发只有在偶模--两个空间模的平衡叠加态--呈指数上升时才能实现。单空间模的单光子激发只能给出原子最大激发几率的一半。我们还发现，在偶模多光子脉冲作用下，相干态原子的最大激发几率是平均光子数的单调函数，而Fock态原子的最大激发几率不是平均光子数的单调函数。此外，我们证明了原子动力学可以由两个反向传播的相干态脉冲之间的相对相位入射到原子上，这是不是两个Fock态脉冲的情况下控制。
2012-04-24 quant-ph
Photon molecules in atomic gases trapped near photonic crystal waveguides
实现支持单个光子之间的鲁棒、可控相互作用的系统是非线性光学的一个令人兴奋的前沿。为此，最近出现的一种方法是利用原子相互作用在光子之间产生强烈的空间非局域相互作用。特别是，有效的相互作用已经成功地通过激发到里德堡能级的原子之间的相互作用。在这里，我们研究了另一种方法，其中原子相互作用通过它们与光子晶体波导的共同耦合而产生。这种技术利用了通过结构本身的色散工程分别定制相互作用的强度和范围的能力，这可以导致定性的新类型的现象。作为一个例子，我们讨论了相关透明窗口的形成，其中一定数量和形状的光子态选择性地通过系统传播。通过这种技术，我们特别表明，人们可以创建类似分子的潜力，导致光子对的分子束缚态。
2015-11-03 quant-ph
Atomic Quantum Memory for Photonic Qubits via Scattering in Cavity QED
研究了一种在腔QED中存储光子量子比特的原子量子存储方案。这是基于最近的观察，即在强耦合腔机制中，单光子脉冲与腔中的λ型原子之间的量子态交换在某些特定情况下是通过散射理想地实现的[T. W. Chen C.，马缨丹属K.法律，和PT。Leung，Phys.Rev.A69，063810（2004）]。我们推导出一个简单的公式来计算这种原子-光子交换对量子存储器的保真度。我们进一步提出了一种可行的方法，即使在原子-光子耦合不太强的情况下，也可以有条件地实现保真度几乎为1的量子存储操作。这种方法也可以应用于在空间分离的原子量子存储器中存储光子纠缠。
2005-06-26 quant-ph
Tomography of the temporal-spectral state of subnatural-linewidth single photons from atomic ensembles
亚自然线宽单光子源是光子量子信息科学中探索时间自由度的一个潜在候选源。这种类型的单光子源已被证明可以在没有任何外部腔或过滤器的情况下在原子系综中产生和重塑，并且通常通过光子计数技术来表征。然而，光子源的全复时间模函数（fundamentaltemporalmode function，ff）不能从直接光子计数测量中被揭示。在这里，第一次，我们展示了完整的时间模式的亚自然线宽单光子产生的冷原子云。通过单光子与不同中心频率的本振子之间的外差探测，我们在可分辨的时间仓中恢复了单光子的时间密度矩阵。此外，我们证明了通过零差检测测量的约化自相关函数完美地揭示了亚自然线宽单光子的纯时间光谱状态。
2018-07-05 quant-ph
How to Trap Photons? Storing Single-Photon Quantum States in Collective Atomic Excitations
我们表明，它是可能的“存储”量子态的单光子场映射到{ \it集体}亚稳态的光密，相干驱动介质内的光学谐振腔。本文提出了一种绝热方法，它能以接近100%的效率将非经典关联从行波单光子波包转换到原子态，反之亦然。与以前涉及单原子的方法相比，本技术不需要对应于高Q微腔的强耦合机制。相反，腔内电磁感应透明被用来实现腔模和原子之间的强耦合。
1999-12-06 quant-ph
Two-photon dynamics in coherent Rydberg atomic ensemble
采用半经典方法研究脉冲传播，采用完全量子方法研究量子态演化，研究了在电磁诱导透明条件下Rydberg原子系综中两光子的相互作用.我们发现，封锁制度是不适合实施光子-光子交叉相位调制，由于脉冲吸收和色散。然而，基于相对弱相互作用，利用反向传播和横向分离的脉冲，可以实现近似理想的交叉相位调制。
2014-03-12 quant-ph
Single-atom single-photon coupling facilitated by atomic-ensemble dark-state mechanisms
我们建议耦合单原子量子比特的光子入射到一个腔含有一个原子系综不同的物种，介导的耦合通过里德伯相互作用。在经典场和腔场的作用下，系综形成了一个集体暗态，它与输入光子共振，而量子位原子的激发导致了一个分裂腔共振的次级“暗”态。这两种不同的暗态机制产生零和$π$反射相移，并可用于实现原子和光学量子比特之间的量子门。
2016-11-17 quant-ph
Nonclassical photon pairs generated from a room-temperature atomic ensemble
我们报道了在室温原子蒸气室中从集体发射产生非经典关联光子对的实验。通过观察柯西-施瓦茨不等式的违反证明了发射的非经典特征。每一对相关光子被最多2微秒的可控时间延迟分开。这个实验证明了实现Duan-Lukin-Cirac-Zoller方案的重要一步，用于可扩展的长距离量子通信。
2003-11-18 quant-ph
Quantum engineering of photon states with entangled atomic ensembles
提出并分析了一种不需要腔体的产生单光子和纠缠光子的新方法。它依赖于由于原子系综中纠缠的存在而导致的光发射的集体增强。光发射由激光脉冲触发，因此我们的方案是确定性的。此外，它允许人们通过首先使用简单的量子门序列制备某些原子态来产生各种光子纠缠态。我们分析了方案的可行性，并将其具体化为：线阱中的离子，光晶格中的原子，以及室温下的盒中的原子。
2007-04-04 quant-ph
Quantum interference between photons from an atomic ensemble and a remote atomic ion
量子信息分发的进展可能需要在混合量子网络中共享纠缠。许多纠缠协议需要在网络的各个节点之间产生不可区分的光子。这在混合环境中是具有挑战性的，因为在不同系统中产生的单光子的光谱和时间特性通常存在很大差异。在这里，我们第一次展示了由单个原子离子和原子系综产生的光子之间的量子干涉，它们位于不同的建筑物中，并通过光纤连接。囚禁离子是量子计算和模拟的主要候选者，具有良好的物质到光子的转换。中性原子系综中的里德伯激发作为光子量子比特的存储和操作的界面具有很好的效率。我们对这两个不同系统产生的光子之间的高可见度干涉的测量是建立混合量子网络的重要组成部分。
2019-07-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Engineering single atom and single photon sources from entangled atomic ensembles
我们讨论了偶极封锁技术在制备单原子和单光子源中的应用。给出了一个确定性的协议，用于在光阱中加载单个原子以及在期望的方向上喷射受控数量的原子。描述了一种具有光学控制的光束状发射图案的单光子源。
2002-03-17 quant-ph
Deterministic Time-Bin Entanglement between a Single Photon and an Atomic Ensemble
混合物质-光子纠缠是量子网络的基石。如果能够以高概率制备纠缠，则是非常有利的。在本文中，我们报道了利用里德伯封锁的原子系综与单光子纠缠的确定性产生。我们设计了一个方案，使用循环检索和修补的过程，创建一个单光子的时间模式和里德堡能级之间的纠缠，主机的集体激发。通过将原子激发态作为第二个光子并进行相关测量，对混合纠缠进行了测试，结果表明纠缠保真度为87.8%。我们的物质-光子纠缠源将使远程量子存储器的纠缠效率更高。
2021-08-05 quant-ph
Tomography of a High-Purity Narrowband Photon From a Transient Atomic Collective Excitation
我们证明了高纯度窄带宽单光子的有效预示产生的瞬态集体自旋激发在热原子蒸气细胞。采用光学零差层析成像，我们完全重建所产生的光子的密度矩阵，并观察到维格纳函数达到零值，而不校正任何效率低下。所产生的光子的窄带宽伴随着产生高光谱亮度的高生成速率。因此，该源与基于原子的量子存储器以及光原子接口中的其他应用兼容。这项工作为制备和测量原子集体激发的任意叠加态铺平了道路。
2012-04-26 quant-ph
High Purity Single Photons Entangled with an Atomic Memory
被囚禁的原子离子是量子网络节点的理想候选者，具有长寿命的相同量子比特存储器，可以通过它们的库仑相互作用进行本地纠缠，并通过光子通道进行远程纠缠。这种光子界面的完整性通常依赖于量子存储器产生的单个光子的纯度。在这里，我们展示了一个单光子源的量子网络的基础上捕获的$^{138}\mbox{Ba}^+$离子的单光子纯度为$ g^{2}(0)=(8.1\pm2.3)\times 10^{-5} $没有背景扣除。我们进一步优化的光子产生率和存储光子纠缠保真度的偏振光子量子比特的情况下，通过剪裁收集光的空间模式之间的权衡。
2018-12-04 quant-ph
Deterministic Storage and Retrieval of Telecom Quantum Dot Photons Interfaced with an Atomic Quantum Memory
固态单光子源和原子量子存储器的混合接口是光子量子技术的一个长期追求的目标。在这里，我们展示了确定性的存储和检索的光子从半导体量子点在原子系综量子存储器在电信波长。我们将来自InAs量子点的单光子存储在高带宽的基于铷蒸气的量子存储器中，总的内部存储效率为$(12.9 \pm 0.4) \%$。回收光子的信噪比为$18.2\pm 0.6$，仅受探测器暗计数的限制。这一演示为依赖分布式纠缠的量子技术铺平了道路，特别适合于光子量子网络。
2023-03-07 quant-ph
Correlated Photons from Collective Excitations of Three-Level Atomic Ensemble
系统地研究了两个量子化光场与一个由经典光场驱动的循环原子系综的相互作用。这种所谓的原子循环系综由三能级原子组成，由于对称性破缺而产生δ型跃迁，这也可以在超导量子线路中实现。95，087001（2005）]。我们探讨了通过对原子-光子系统的相干操纵，在光子态之间以及光子与原子集体激发之间产生量子纠缠的动力学机制。结果表明，通过绝热控制经典场拉比频率，可以将量子信息从一个量子化光模完全转移到另一个量子化光模，并且可以将两个量子化光场携带的量子信息存储在该原子系综的集体模中。
2006-05-16 quant-ph
The dissipation of the system and the atom in two-photon Jaynes-Cummings model with degenerate atomic levels
采用主方程微扰展开的方法，研究了简并原子能级双光子Jaynes-Cummings模型（JCM）中系统和原子的耗散性质。数值结果表明，原子能级的简并度决定了原子与光场的纠缠周期。原子线性熵的渐近值明显增大。局域纠缠和去纠缠的幅度被抑制。简并原子的初始相干性越好，相干损失越大。
2005-09-21 quant-ph
Single Photon Transport through an Atomic Chain Coupled to a One-dimensional Nanophotonic Waveguide
研究了单光子脉冲通过耦合到一维单模光子波导的线性原子链的动力学行为。我们推导了这个集体多体系统的含时动力学理论，它使我们能够研究光子输运和原子激发的实时演化。当只有一个原子时，我们的分析结果与以前的数值计算是一致的。对于一个原子链，由波导模式介导的原子间的集体相互作用可以显著地改变系统的动力学。光子的反射率可以通过改变耦合强度和光子线宽的比值或通过改变链中的原子数来调节。有限带宽的单光子脉冲的反射率甚至可以接近$100\%$。反射和透射光子的光谱也可以与单原子情况显著不同。在该系统中可以产生许多有趣的物理现象，如光子带隙效应、量子纠缠产生、类Fano干涉和超辐射效应等。在工程上，该系统可作为单光子频率滤波器、单光子调制器，并在量子信息中有重要应用。
2015-10-07 quant-ph
Analysis of quantum interface between Rydberg-blocked atomic ensemble and cavity optical field with two-photon transition
研究了腔内里德伯阻塞原子系综的原子-光子量子界面，其中基态-里德伯跃迁是通过双光子跃迁实现的。通过理论分析，我们报告了我们最近在光域的Jaynes-Cummings模型和由该平台实现的鲁棒原子-光子量子门的研究结果。对实现的要求是温和的，其中包括适度高精细度的光学腔，典型的碱金属原子如Rb或Cs，以及冷原子系综在Rydberg阻塞半径内的条件。分析了腔模中原子系综与量子化光场的集体耦合。我们展示了它作为光子量子比特和物质量子比特之间的受控相位门的能力。在分析中还考虑了与该系统的几个主要退相干因素相关的不利影响。
2018-05-22 quant-ph
Towards deterministic optical quantum computation with coherently driven atomic ensembles
使用光子量子比特的可扩展和有效的量子计算需要（i）单光子的确定性源，（ii）能够纠缠光子对的巨大非线性，以及（iii）可靠的单光子探测器。此外，光量子计算机还需要一个强大的可逆光子存储装置。在这里，我们讨论了几个相关的技术，在电磁诱导透明的制度，能够实现所有上述先决条件的确定性光量子计算与单光子的原子系综的相干操纵的基础上。
2005-01-10 quant-ph
Entanglement of a photon and a collective atomic excitation
我们描述了一种新的实验方法，概率原子-光子（信号）纠缠。两个量子比特态被编码为非极化原子系综的正交集体自旋激发。经过一段可编程的延迟后，原子激发被转换成光子（闲频）。记录信号和闲频的偏振态，发现它们违反了贝尔不等式。通过关闭所有的捕获场-包括磁光阱的四极磁场-并将剩余的环境磁场归零，可以实现超过几微秒的原子相干时间。
2005-07-17 quant-ph
Shaping quantum pulses of light via coherent atomic memory
我们描述了一种用于产生具有可控光子数、传播方向、定时和脉冲形状的光脉冲的技术。该技术基于在具有所需数量的原子自旋激发的状态下制备原子系综，该原子系综随后被转换成光子脉冲。通过利用光子态的长寿命相干记忆和光密原子介质中的电磁诱导透明（EIT）来实现对脉冲的时空控制。利用光子计数实验，我们观察到少光子亚泊松光脉冲的产生和整形。我们讨论了利用这种技术控制产生高纯度n光子Fock态的前景。
2004-06-14 quant-ph
Spatial entanglement of paired photons generated in cold atomic ensembles
冷原子系综可以介导光子对之间纠缠的产生。具有特定传播方向的光子被检测到，并且纠缠可以存在于描述光子的整个量子态的任何自由度中：偏振、空间形状或频率。我们表明，所产生的光子的传播方向决定的光子的空间量子态，因此，产生的纠缠量。当不同方向产生的光子组合时，这种空间区分信息会降低偏振或频率纠缠的量子纯度。
2008-07-24 quant-ph
Preparation of multi-party entanglement of individual photons and atomic ensembles
提出了一种实验上可行的产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型最大纠缠的方案。与以往方案不同的是，这种纠缠可以根据不同的应用场合选择在原子系综（静止量子比特）和单个光子（飞行量子比特）之间进行，物理要求不高，符合现有的实验技术。
2003-11-01 quant-ph
Detection of the nonlocal atomic entanglement assisted with single photons
提出了一种测量原子纠缠度的有效方法。通过腔量子电动力学（QED）中的辅助单光子输入-输出过程，根据原子单重态拾取成功的概率，可以获得原子纠缠的纠缠度。该协议有三个优点：第一，我们不需要复杂的控制非（CNOT）门。第二，分布的原子不需要彼此保持完整。第三，原子纠缠可以非局域分布，这为原子纠缠在分布式量子计算中提供了重要的应用。
2014-01-11 quant-ph
Efficient excitation of a symmetric collective atomic state with a single-photon through dipole blockade
在Duan { \it et al.} [L.M. Duan，医学博士Lukin，J.I. Cirac和P. Zoller，Nature（London）{ \bf 414} 413（2001）]中，成功产生具有发射的单光子的对称集体原子态的概率必须远小于1以获得可接受的纠缠态。由于两个里德伯原子之间存在强的偶极-偶极相互作用，原子系综中的多个同时激发被极大地抑制了，使得一个介观冷原子系综以接近1的成功概率被激发到一个单激发的对称集体态，同时高阶激发也被显著地抑制.
2010-03-03 quant-ph
Phase-Controlled Atom-Photon Entanglement in a Three-Level lambda-Type Closed-Loop Atomic System
研究了在多光子共振条件下及更高条件下，三能级双量子阱型闭环原子系统中的原子-光子纠缠，发现系统中的冯诺伊曼熵是相位相关的，可以由外加场的强度或相对相位来控制.结果表明，对于外加场的拉比频率的特殊情况，系统是解纠缠的。
2013-01-08 physics.atm-clus quant-ph
Quantum information processing with single photons and atomic ensembles in microwave coplanar waveguide resonators
我们表明，光激发到里德伯态的原子对可以通过有效的长程偶极-偶极或范德华相互作用相互强烈相互作用，介导的非共振耦合到超导共面波导腔的公共微波场模式。这些腔介导的相互作用可以用于产生单光子，并在可扩展的配置中实现在电磁感应透明的机制中以原子系综传播或存储的单光子脉冲对之间的通用相位门。
2008-02-15 quant-ph
