可扩展开放光学微腔中的原子探测和光子产生

利用嵌入微腔的原子级薄镜实现相互作用诱导的光子封锁

Interaction-induced photon blockade using an atomically thin mirror embedded in a microcavity

与电磁诱导透明相关的窄暗共振在增强光子-光子相互作用中起着关键作用。迄今为止实现的方案依赖于具有强范德华相互作用的长寿命原子态的存在。在这里，我们表明，通过放置一个原子级薄的半导体超快的辐射衰减率内的\textcolor{black}{0D}腔，它是可能的，以获得窄的暗或亮的共振传输的宽度可以远远小于腔和裸激子衰减率。虽然平移不变性的破坏限制了暗共振宽度的宽度，但可以通过将腔调谐远离激子跃迁来获得对无序有弹性的窄亮共振。共振激发这种明亮的共振产生强光子反聚束，即使在限制的相互作用强度是任意小于非马尔可夫无序加宽和辐射衰减率的裸激子。我们的研究结果表明，原子薄的半导体可以铺平道路，实现强相互作用的光子系统在固态。

双面光学微腔中利用量子点自旋的光子量子比特的确定性CNOT门和纠缠交换

Deterministic CNOT gate and entanglement swapping for photonic qubits using a quantum-dot spin in a double-sided optical microcavity

提出了一种确定性和可扩展性的方案，利用量子点（QD）自旋在双面光学微腔中构造两量子比特的受控非（CNOT）门，实现光子量子比特之间的纠缠交换.该方案是基于自旋选择性光子从腔的反射，可以实现在一个非破坏性和预示的方式。我们评估该计划的可行性，并表明该计划可以在弱耦合和强耦合制度。该方案为长距离光量子通信和分布式量子信息处理开辟了广阔的前景。

单边光学微腔内量子点辅助的确定性光子空间偏振超控非门

Deterministic photonic spatial-polarization hyper-controlled-not gate assisted by quantum dot inside one-side optical microcavity

量子逻辑门是量子计算的重要组成部分，迄今为止，所有关于构造量子逻辑门的工作都集中在量子系统的单自由度上。本文研究了基于两自由度量子系统实现可扩展光子量子计算的可能性，并构造了一个确定性的超受控量子系统（超CNOT）门同时在光子对的空间模式和偏振DOF上操作，通过利用单电子自旋在单量子点内的量子点中引起的巨大光学法拉第旋转，侧光学微腔作为腔量子电动力学的结果。利用这种超CNOT门和线性光学元件，可以制备和分析双光子四量子比特团簇纠缠态，为用较少的资源处理更多的信息提供了应用。我们分析了这种超CNOT门的实验可行性，并表明它可以实现与当前的技术。

六方氮化硼中可扩展的微腔耦合发射体

Scalable microcavity-coupled emitters in hexagonal boron nitride

本文通过将20nm厚hBN薄膜“拾取-放置”式集成到Si3N4微盘谐振器上，利用局部应变确定性激活回音壁模式体积内的单光子发射体，实现腔介导输出耦合与Purcell增强，为可扩展量子光子电路提供发射体与谐振器独立优化的路径。

柱状微腔中量子点的条件相移

Conditional phase shift from a quantum dot in a pillar microcavity

耦合原子-腔系统的大的条件相移是建立自旋光子界面的关键要求。这反过来将允许使用自旋和光子量子比特实现混合量子信息方案。在这里，我们执行高分辨率反射光谱的量子点共振耦合到柱微腔。我们展示了量子点通过腔共振调谐时反射率的变化，并使用超稳定干涉仪测量了由量子点引起的条件相移。这些技术可以扩展到带电量子点的研究，在那里有可能实现自旋光子界面。

微腔中多原子光子界面的重叠驻波

Overlapping two standing-waves in a microcavity for a multi-atom photon interface

我们开发了一个光-物质界面，使冷原子链和光腔光子之间的强而均匀的耦合成为可能。这个接口是一个光纤法布里-珀罗腔，双共振的原子跃迁的波长和一个几何相称的红失谐腔内捕获晶格。满足强而均匀的原子-光子耦合的条件需要优化腔中两个驻波之间的空间重叠。在强耦合腔中，当模腰和瑞利范围都很小时，我们导出了考虑Gouy相位的最佳陷波波长的表达式。控制驻波重叠的主要参数是在两个波长之间的腔镜上的反射的相对相移，我们推导出最佳值。我们已经建立了一个根据这些结果优化的微腔，采用定制的反射镜与工程反射相位的两个波长。我们提出了一种高精度测量反射时相对相移的方法，这使我们能够确定该腔中两个模式的空间重叠。

量子点跃迁到简并微腔共振的永久调谐

Permanent tuning of quantum dot transitions to degenerate microcavity resonances

我们展示了一种实现偏振简并微柱腔模和嵌入式量子点跃迁之间光谱共振的技术。我们的方法是基于各向同性和各向异性的拉伸应变的激光诱导的表面缺陷的影响，从而提供永久调谐的组合。这种技术是实现基于固态腔量子电动力学的可扩展量子信息方案的先决条件。

A chiral one-dimensional atom using a quantum dot in an open microcavity

In nanostructures, the light-matter interaction can be engineered to be chiral. In the fully quantum regime, a chiral one-dimensional atom, a photon propagating in one direction interacts with the atom; a photon propagating in the other direction does not. Chiral quantum optics has applications in creating nanoscopic single-photon routers, circulators, phase-shifters and two-photon gates. Furthermore, the directional photon-exchange between many emitters in a chiral system may enable the creation of highly exotic quantum states. Here, we present a new way of implementing chiral quantum optics …

基于量子点腔QED系统的简单、鲁棒和可扩展量子逻辑门

A simple, robust, and scalable quantum logic gate with quantum dot cavity QED systems

我们提出了一种方法来制定一个确定性的，测量免费的，光学产生的控制相位门上的两个量子比特定义的单电子被困在大面积量子点在一个平面微腔。该方法对光学量子点的不均匀性具有鲁棒性，仅需要一个适度的$Q$平面腔，仅使用单个激光脉冲，并且允许在一个半导体芯片上集成许多纠缠量子比特。我们提出的门的绝热演化和几何相位的上下文中，并计算性能的退化中存在的自发发射和腔损耗。

单纳米颗粒中Eu³⁺离子与微腔耦合的多模态珀塞尔增强及光学相干性

Multimodal Purcell enhancement and optical coherence of Eu$^{\text{3+}}$ ions in a single nanoparticle coupled to a microcavity

该研究将铕掺杂纳米颗粒与光纤基微腔耦合，实现Eu³⁺离子两个跃迁的多模态珀塞尔增强（寿命减半、140倍增强）及3.3 MHz窄线宽，为固态单离子量子处理节点奠定基础。

电荷可调量子点的外模匹配腔量子电动力学

Externally mode-matched cavity quantum electrodynamics with charge-tunable quantum dots

我们提出了一个电荷和DC斯塔克可调谐量子点嵌入在一个高质量和外部模式匹配的微腔的相干反射光谱。在单电子带电的量子点中加入激子，形成了一个与微腔相互作用的激子，该激子的作用刚好低于腔量子电动力学的强耦合机制。这种集成的单片系统是实现可扩展的混合量子信息方案的关键一步，该方案基于单个光子和受限电子自旋之间的有效相互作用。

利用微腔中的量子点自旋的鲁棒光子自旋纠缠门

Robust photon-spin entangling gate using a quantum-dot spin in a microcavity

半导体量子点（被称为人造原子）为固态量子网络和量子计算机带来了巨大的希望。实现量子网络的关键是实现光与物质的纠缠以及光与物质之间的相干量子态传输。在这里，我们提出了一个强大的光子自旋纠缠门与高保真度和高效率（高达50%），使用一个带电的量子点在双面微腔。这个门是基于由单个电子自旋引起的巨大的圆双折射，并且用作光学圆偏振器，其仅允许光的一个圆偏振分量根据电子自旋状态被透射。我们证明这种门可以用于单次量子非破坏测量单个电子的自旋，并可以作为纠缠过滤器，使光子自旋纠缠，自旋纠缠和光子纠缠以及光子自旋量子界面。这项工作使我们能够用单光子和量子点自旋构建固态量子网络的所有构件。

基于Optical-fiber的超小体积高Q值光子晶体微腔测量

Optical-fiber based measurement of an ultra-small volume high-Q photonic crystal microcavity

设计了一个二维光子晶体半导体微腔，其品质因数Q ~ 40,000，模体积Veff ~ 0.9立方波长。一个微米级的光纤锥被用来作为一种手段来探测腔模式的光谱和空间特性，不仅允许测量模式损耗，而且还能够确定腔模式的面内定位。这种在光学微腔中同时实现高Q值和超小Veff的现象在量子光学、非线性光学和光电子学领域具有潜在的应用价值。特别地，测量的Q和Veff值可以使腔量子电动力学中的原子和量子点系统都能够强耦合。

单光子受控非门

Controlled-NOT gate operating with single photons

可扩展光学量子计算的最初提议需要单光子源、线性光学元件（如分束器和移相器）以及光子检测。在这里，我们展示了一个两量子比特门使用不可分辨的光子从一个量子点在一个柱微腔。由于发射器、光学电路和检测器都是半导体，这是一种很有前途的方法，可以为可扩展的量子计算创建完全集成的设备。

一种紧凑、稳健且可调的开放微腔平台用于固态量子电动力学

A Compact, Robust, and Tunable Open Microcavity Platform for Solid-State Quantum Electrodynamics

本文提出一种紧凑且可调的开放微腔平台，用于固态量子电动力学研究，实现了无振动诱导展宽和原位调谐，展示了量子点与微腔的强耦合。

利用微腔量子阱激子-极化激元对量子点电子自旋量子比特的光学操纵

Optical Manipulation of Quantum Dot Electron Spin Qubits Using Microcavity Quantum Well Exciton-Polaritons

在本文中，我们介绍和分析了一种新的系统设计，基于量子点的量子位，同时支持可扩展的单量子位和双量子位门，和单次量子位测量。所有三个关键过程（单量子位门、双量子位门和量子位测量）都依赖于每个量子点中的电子与位于量子点附近的量子阱中形成的激子-极化激元之间的相互作用。我们提出的系统的一个关键的新功能是使用极化激元陷阱，我们表明，增强了量子点-量子阱相互作用的一个因素10，从而导致$100 \times$更快的两个量子位门。我们还介绍了一种新的单量子位门，它是基于光学和微波控制的组合，这是在相同的设备和系统配置中支持的其他操作，相比之下，传统的单量子位门，是基于全光控制。

与多能级原子耦合的微腔

Microcavities coupled to multilevel atoms

研究了$Λ$ -组态三能级原子与微腔的耦合。假设原子的两个跃迁耦合到腔中不同的对向传播模对。我们分析了强耦合和坏腔极限下的动力学。我们发现，相比于一个两个层次的设置，第三个原子状态和额外的控制场模式至关重要地修改系统的动力学，使更先进的控制方案。所有的结果解释使用适当的缀饰态和本征模表示。作为潜在的应用，我们讨论了光开关和旋转门操作和检测靠近谐振腔表面的粒子。

通过被动非线性微腔实现量子关联光子

Quantum correlated photons via a passive nonlinear microcavity

针对光子间相互作用难以规模化的问题，提出利用被动 InGaP 光子集成电路中的 $χ^{(2)}$ 非线性产生双光子束缚态，通过量子干涉实现非经典光子关联，为非线性光学量子信息处理和量子网络开辟了新途径。

微观脉塞相变理论

Theory of the Microscopic Maser Phase Transitions

根据原子腔渡越时间、原子-光子频率失谐量、热光子数和抽运原子处于激发态的概率等物理参数绘制了微脉塞系统的相图。临界涨落的研究方面的相关测量原子通过微脉泽或微腔光子本身。当失谐量足够大时，我们发现微脉塞系统的“闪烁”模式。还介绍了陷阱态的详细性质。

大口径球面谐振腔中的光场原子囚禁

Vacuum-field atom trapping in a wide aperture spherical resonator

我们考虑了一个二能级原子被放置在一个具有大数值孔径的球腔中心附近的情况。腔中心的真空场实际上与微腔中的真空场等效，原子自发发射的耗散和反应部分都被显著地修改。通过对辐射弛豫速率和能级位移的空间依赖性的精确计算，我们证明了在弱激发光场作用下，真空诱导的光位移可以将原子吸引到腔中心。

腔QED中的原子分形

Atomic Fractals in Cavity QED

我们报道了驻波微腔中二能级原子非线性运动中原子分形的明显证据。分形结构，典型的混沌散射，在原子处于远失谐振幅（相位）调制驻波和（2）的腔QED（1）的一般半经典模型中，具有耦合的原子外部和内部自由度。在第二个模型中，所有自由度之间的微小相互作用是捕获原子的原因，即使是在非常短的微腔中。它至少可以同时导致两种原子分形，一种是可数分形（一组初始动量产生类似于分隔线的原子轨迹），另一种是看似不可数的分形，其中一组动量产生原子在腔内的无限行走。

硅微腔阵列具有开放访问和50万的技巧

Silicon microcavity arrays with open access and a finesse of half a million

光学谐振腔是科学技术中越来越重要的工具。它们的应用范围从激光物理、原子钟、分子光谱学和单光子产生到原子或纳米尺度物体的检测、捕获和冷却。这些应用中的许多受益于强模式限制和高光学品质因数，使得高表面质量的小反射镜是理想的。在硅中构建这样的设备在电信波长处产生超低吸收，并使微结构与机械，电气和其他功能集成。在这里，我们通过制造具有超光滑表面、小且良好控制的曲率半径、超低损耗和高反射率的光刻对准硅镜，将光学谐振器技术推向新的极限。我们建立大型阵列的微腔的精细度大于F = 500，000和330毫微微升的模式体积在1550 nm附近的波长。这种高质量的微镜开辟了一个新的光学领域，使人们能够对光与物质之间的强耦合进行前所未有的探索。

可扩展原子-光子量子网络的协议与技术

Protocols and Techniques for a Scalable Atom--Photon Quantum Network

基于原子量子比特和散射光子的量子网络为构建大规模量子信息处理器提供了一条很有前途的途径。本文综述了在两个相距较远的原子量子比特之间产生纠缠和操作门的量子协议，这些协议可用于构建可扩展的原子-光子量子网络。我们强调了从原子量子位收集光对于大规模网络的关键作用，并描述了两种使用反射光学器件或光学腔来增强光收集的技术。本文还简要介绍了可扩展的、高效的原子-光子网络的一些应用。

光学微腔中直接激光写入的光机械双膜

Direct laser-written optomechanical double membranes in an optical microcavity

本研究采用3D直接激光写入技术制备光纤法布里-珀罗微腔中的双膜谐振器，实现可控机械模式杂化与增强集体光机械耦合，为多模腔光力学提供可扩展平台。

光子晶体微腔QED的设计

Design of photonic crystal microcavities for cavity QED

讨论了基于二维光子晶体的光学微腔的优化设计，以实现腔场与单个中性原子的强耦合。我们提出了数值预测的品质因数和模式体积的局部缺陷模式的几何参数的函数，并讨论了一些实验的挑战与气相原子的缺陷腔的耦合。

单原子激光器的输出光谱

Output Spectrum of Single-Atom Lasers

我们考虑由微腔中的单个原子组成的激光器，具有相干或非相干泵浦。我们考虑三个和四个级别的增益计划，并检查这样的激光器的输出光谱。我们发现，线宽一般尺度作为光子数的倒数。对于大的原子-场耦合，得到了真空-拉比偶极结构。在三能级情况下，这种真空拉比分裂只在腔内光子数很小的情况下才明显，而在大的泵浦情况下则消失。在四能级方案中，真空拉比结构出现在一个非零的泵的水平，并保持大泵，即使当腔内光子数大于1。这种行为是利用量子轨迹的方法来解释。

染料-微腔光子玻色-爱因斯坦凝聚体中的热光相互作用

Thermo-optical interactions in a dye-microcavity photon Bose-Einstein condensate

超流性和玻色-爱因斯坦凝聚通常被认为是两个密切相关的现象。事实上，在大多数宏观量子系统中，如液氦、超冷原子玻色气体和激子-极化激元，凝聚和超流性是并行发生的。在染料微腔系统中实现的光子玻色-爱因斯坦凝聚体中，热化不是通过如上述系统中凝聚体粒子的直接相互作用（即光子-光子相互作用）发生的，而是通过染料分子上的吸收和再发射过程发生的，染料分子充当储热器。目前，没有实验证据表明在染料微腔系统中的超流性，但有效的光子相互作用已被观察到从染料介质中的热光效应。在这项工作中，我们从理论上研究了有效的热光光子相互作用，时间延迟和空间非局部效应，对光子凝聚体的影响，并推导出由此产生的Bogoliubov激发光谱。计算表明，在低动量的线性光子色散，满足朗道的超流性标准。我们设想，热光光子相互作用的时间延迟和长程性质提供了新的量子流体现象的前景。

微腔极化激元凝聚体中量子涨落驱动振幅模的直接观测

Direct observation of the quantum-fluctuation driven amplitude mode in a microcavity polariton condensate

希格斯振幅模是一种集体激发，在广泛的物质类别中被研究和观察到，包括超导体、电荷密度波、反铁磁体、3He p波超流体和超冷原子凝聚体。在迄今为止报道的所有观测中，振幅模式是通过扰动凝结物脱离平衡而激发的。研究激子极化激元凝聚体，在这里，我们报告的第一次观察到这种模式纯粹由内在量子涨落没有这样的扰动。通过使用高质量的微腔和拉曼光谱仪，以最大限度地拒绝从冷凝物的光致发光，我们观察到弱，但明显的光致发光的能量低于冷凝物的排放。我们确定这是所谓的鬼分支的振幅模式所产生的量子耗尽的凝聚到这个模式。这些能量，以及光致发光光谱的整体结构，与我们的理论分析吻合得很好。

一种产生原子与腔场纠缠的可伸缩腔QED方案

Scalable cavity-QED-based scheme of generating entanglement of atoms and of cavity fields

我们提出了一个基于腔QED的产生原子间纠缠的方案。该方案可扩展到任意数目的原子，并可用于产生各种多体纠缠态，如Greenberger-Horne-Zeilinger态，W态和团簇态。此外，通过原子与光子的角色转换，该方案还可以实现腔场间的纠缠。我们还介绍了一个方案，可以产生一个任意的多部场图状态。

按需交互的可扩展中性原子量子计算机

Scalable Neutral Atom Quantum Computer with Interaction on Demand

我们提出了一个可扩展的中性原子量子计算机与按需交互。利用人工晶格近场光阱来捕获原子量子比特。如果原子之间被足够高的势垒隔开，使得原子波函数的大小远小于原子间的距离，则原子之间的相互作用可以被关闭。单量子比特门操作是由一束附着在单个原子上的门控激光实现的。通过将这些原子留在光晶格中并使它们碰撞，从而使得特定的两量子比特状态获得动力学相位，从而在特定的原子对之间引入两量子比特门操作。我们的建议是可行的，在现有的技术开发冷原子气体，MEMS，纳米光刻，和光学的各个领域。

光晶格中超冷中性原子超窄光跃迁的可扩展量子计算机

A scalable quantum computer with an ultranarrow optical transition of ultracold neutral atoms in an optical lattice

我们提出了一个新的量子计算方案，利用超冷中性镱原子在光晶格中。原子核的塞曼子能级定义了一个量子比特。这种选择避免了由于量子位之间的磁偶极相互作用而导致的自然相位演化。在长寿命的亚稳态中具有大磁矩的塞曼子能级也被用来寻址单个原子和构造受控多量子比特门。该方案所需的估计参数表明，该建议是可扩展的和实验可行的。

微腔中相干空穴自旋的快速光学控制

Fast optical control of a coherent hole spin in a microcavity

本研究将高保真全光自旋控制与开放微腔量子点结合，利用 Raman 过程实现 1 GHz 以上 Rabi 频率和 98.6% 的 π 脉冲保真度，并通过光学冷却核自旋将空穴自旋相干时间延长至 535 ns，为高效自旋-光子界面奠定基础。

高协同性腔量子电动力学中的扩展单原子光镊阵列

Extended Single-Atom Tweezer Arrays in High-Cooperativity Cavity-QED

研究基于腔量子电动力学的量子技术挑战，通过结合无背景位点分辨荧光成像与集体耦合，在光纤微腔中实现单原子光镊阵列，单原子协同性\(\mathcal{C} \sim 90\)，为多体腔量子电动力学建立高协同性平台。

利用原子系综和飞行光子的可扩展量子信息处理

Scalable quantum information processing with atomic ensembles and flying photons

提出了一种基于原子系综和飞行光子的可扩展量子信息处理方案。使用里德伯封锁，我们在集体原子态中编码量子比特，与单原子情况相比，由于增强的相互作用，集体原子态可以快速容易地操纵。我们证明，我们提出的门可以应用于生成二维团簇态的测量为基础的量子计算。此外，原子系综还可以作为量子中继器，用于长距离量子态传输。我们证明了我们的方案在坏腔或弱耦合区工作的可能性，这可以大大放宽实验要求。对系综量子比特的有效相干操作使我们的方案能够在量子计算和使用原子系综的量子通信之间切换。

利用亚辐射双原子态的可扩展固态量子处理器

Scalable solid-state quantum processor using subradiant two-atom states

我们提出了一种实现的可扩展的，高性能的量子处理器，其量子位表示的有效二聚体的基态和亚辐射态的两个能级系统的共振偶极-偶极相互作用耦合对。二聚体以可控的纳米级间隔注入低温固体基质材料中。两量子比特纠缠依赖于二聚体之间的相干激发交换，或者由外部激光场介导。

基于光学微结构的可扩展量子信息处理体系结构

Scalable Architecture for Quantum Information Processing with Atoms in Optical Micro-Structures

本文综述了近年来利用二维光学微阱阵列中的中性原子作为二维量子比特寄存器进行量子信息处理和量子模拟的实验进展。我们描述了一个可扩展的量子信息架构的基础上，微制造的光学元件，同时针对单站点寻址和可扩展性的重要问题。这种方法为量子态存储、操纵和检索提供了灵活且可集成的配置。我们介绍了最近的实验结果的初始化和相干的一个量子比特旋转多达100个可单独寻址的量子比特，原子量子态的相干传输在一个可扩展的量子移位寄存器，并讨论了两个量子比特门在二维微陷阱阵列的可行性。

嵌入石墨烯纳米颗粒的半导体微腔中光子的量子统计

Quantum statistics of photon from a semiconductor microcavity embedded with a graphene nanoribbon

在这项工作中，我们研究了从嵌入有单个扶手椅边缘的石墨烯纳米颗粒（GNR）的驱动微腔中发射的光子的量子统计特性。系统采用弱激光振幅相干泵浦。导出了强耦合和弱耦合两种情况下的解析表达式，并研究了辐射场的非经典性质。此外，它的结论是，该激子系统呈现出一些统计相似的原子系统，特别是在弱激光振幅制度的坏腔和好腔的限制。我们已经表明，独立的激子的非线性，它描述的激子在GNRs的相互作用强度，自相关函数是antibunched的激子协同值范围。更有趣的是，它表明，激子-激子相互作用强度在GNR可以推导出在零时间延迟τ = 0的自相关函数的值。我们的理论结果表明，嵌入单个GNR的微腔可以作为一个纳米光子器件和一个有用的分析方法，深入了解GNR的激子特性。

原子量子态在可伸缩移位寄存器中的相干输运

Coherent Transport of Atomic Quantum States in a Scalable Shift Register

我们证明了相干输运的二维（2D）阵列的中性原子的小合奏在移位寄存器架构的基础上的2D阵列的微透镜。我们展示了传输过程的可扩展性，提出了原子从站点到站点的重复移交。我们证明了在运输，重装，和一个完整的移位寄存器周期的一致性守恒。这表明，基本的移位序列可以级联，从而缩放到复杂的和通用的二维架构的原子为基础的量子信息处理，量子模拟，和量子简并气体的调查。

相干高效一维原子的实现

Realisation of a Coherent and Efficient One-Dimensional Atom

本文利用开放微腔中的半导体量子点实现相干高效一维原子，通过可调β因子控制光子统计和透射相位，为光子量子门和奇异光子态奠定基础。

中性原子阵列中用于可扩展腔增强操作的模式复用

Mode multiplexing for scalable cavity-enhanced operations in neutral-atom arrays

提出利用单光学腔的多模式实现中性原子阵列中快速、并行的腔增强操作，支持多达50种模式复用，可加速中电路综合征提取并提高远程纠缠分布速率。

光子-等离子体共振腔中强增强的光-物质相互作用

Strongly enhanced light-matter interaction in a hybrid photonic-plasmonic resonator

提出了一种由金属纳米粒子（MNP）和回音壁模式（WGM）微腔组成的光子-等离子体激元混合共振结构。结果表明，混合模式使光与物质之间产生了强相互作用，单原子的协同效应比裸WGM微腔中的协同效应提高了两个数量级以上.这种显著的改进源于两个方面：（1）MNP在发射极附近提供了高度增强的局部场，以及（2）令人惊讶的是，WGM的高- \textit{Q}性质可以在MNP的存在下保持。因此，本系统具有比单个微腔或单个MNP更大的优势，在量子光学、非线性光学和高灵敏度生物传感方面具有巨大的潜力。

谐振腔中的宏观干涉效应

Macroscopic Interference Effects in Resonant Cavities

研究了谐振微腔中的薛定谔猫态--近正交相干态的宏观量子力学叠加引起干涉效应的可能性。尽管单个原子作为猫态的探针，平均只改变一个单位的光子平均数，但我们证明了这个单个原子可以彻底改变系统。辐射场的初始和几乎正交的宏观量子态之间的干涉现在可以发生了。考虑到当前实验条件下的耗散，发现这并不一定会显着改变干涉效应。

用于次声引力波探测的可扩展对称原子干涉仪

Scalable, symmetric atom interferometer for infrasound gravitational wave detection

本文提出一种面向0.3–5 Hz次声频段引力波探测的地面对称物质波干涉仪，采用折叠式三回路结构降低超冷原子要求并融合现有天线优势，实现高可扩展性与2·10^-21/√Hz峰值应变灵敏度。

中性原子阵列中基于Floquet工程稳定子泵浦的可扩展稳态纠缠

Scalable Steady-State Entanglement with Floquet-Engineered Stabilizer Pumping in Neutral Atom Arrays

本文提出一种基于Floquet-Lindblad框架和非瞬时踢脉冲的耗散协议，通过工程化耗散通道加速收敛，在中性原子阵列中可扩展地高保真制备任意多体图态，并兼具被动纠错能力。

室温气体中基于运动平均的可扩展光子网络结构

Scalable photonic network architecture based on motional averaging in room temperature gas

光子和原子系综之间的量子界面已经成为量子技术的强大工具。这种接口的主要目标是在许多原子的集体量子态中高保真地存储和检索光子。这需要长寿命的集体叠加态，这通常是通过固定原子实现的。热原子蒸气，这是一个简单的和可扩展的资源，到目前为止，只被用于连续变量处理或离散变量处理的原子运动是可以忽略不计的短时间尺度。我们发展了一个理论的基础上的概念，运动平均，使室温离散变量量子存储器和相干单光子源。我们表明，通过选择相互作用的时间，使原子保持在自旋保护条件下，可以交叉光束在相互作用结合适当的光谱过滤几次，我们擦除“哪个原子”的信息，并获得一个有效的和均匀的耦合之间的所有原子和光。因此，可以创建并存储预示的单激发作为集体自旋波，稍后可以读出以可扩展的方式产生相干单光子。我们证明了这种方法的可行性，可扩展的量子存储器的原理验证实验与室温原子包含在微单元与自旋保护涂层，放置在一个光学腔。该实验是在对应于每个脉冲几个光子的条件下进行的，并且清楚地表明了前向散射光子的长相干时间，这是运动平均的基本特征。

Scalable $W$-type entanglement resource in neutral-atom arrays with Rydberg-dressed resonant dipole-dipole interaction

While the Rydberg-blockade regime provides the natural setting for creating $W$-type entanglement with cold neutral atoms, it is demonstrated here that a scalable entanglement resource of this type can even be obtained under completely different physical circumstances. To be more precise, a special instance of twisted $W$ states -- namely, $π$-twisted ones -- can be engineered in one-dimensional arrays of cold neutral atoms with Rydberg-dressed resonant dipole-dipole interaction. In particular, it is shown here that this is possible even when a (dressed) Rydberg excitation is coupled to the mo…

基于EIT的可扩展异核中性原子架构

Scalable Heteronuclear Architecture of Neutral Atoms Based on EIT

提出一种基于EIT的可扩展异核中性原子架构，利用AOD移动辅助量子比特并与SLM静态数据量子比特配合，实现并行CNOT门，保真度约95%，可用于量子纠错表面码。

可扩展的量子模拟器：基于巨原子的扩展门集

Scalable quantum simulator with an extended gate set in giant atoms

本研究提出了一种基于巨原子的可扩展量子模拟器，通过扩展门集提升电路效率，实现CZ和iSWAP门操作，并展示其在复杂开放量子多体动力学中的应用潜力。

光子分子与光谱工程

Photonic molecules and spectral engineering

本章综述了光子分子的基本光学性质和应用，光子分子是由两个或多个光学微腔（光子原子）电磁耦合形成的光子结构。光子原子中光与物质之间的可控相互作用可以通过控制它们之间的相互耦合而得到进一步的改善和增强。PMs的机械和光学可调谐性不仅为基于微腔的光学元件增加了新的功能，而且为它们用作探索原子物理学和量子光学中的新物理机制的试验台铺平了道路。理论研究进行了十多年，产生了新的PM设计，使可能降低半导体微激光器的阈值，产生定向光发射，实现光学诱导的透明度，并提高基于微腔的生物，应力和旋转传感器的灵敏度。材料科学和纳米加工技术的最新进展使得实现腔量子电动力学实验、经典和量子信息处理以及传感等方面的最佳调谐永磁体成为可能。

用于高灵敏度可扩展量子传感器的集成CMOS兼容非磁加热器与温度传感器的超长光程原子气室

COMS-Integrated Atomic Vapor Cells with Ultra-long Optical Access for Highly Sensitive and Scalable Quantum Sensors

本文提出晶圆级集成CMOS兼容非磁加热器与温度传感器的原子气室，实现5mm超长光程（为传统四倍），通过30天老化测试验证可行性，观测到饱和吸收等量子效应，实现12fT/Hz¹/²超高磁灵敏度，推动芯片级量子传感器规模化制造。

一个处于强耦合区的腔QED光频选通量子点

A gated quantum dot far in the strong-coupling regime of cavity-QED at optical frequencies

腔量子电动力学（cQED）的强耦合机制代表了光与物质在全量子水平上的相互作用。加入一个光子会改变共振频率，这是一种深刻的非线性。cQED是量子光学的实验平台，是光子-光子和原子-原子纠缠门的基础。在微波频率，cQED的成功产生了变革性的影响。在光频下，门可能要快得多，光子可以长距离传播并容易被检测到，这是量子网络的理想特征。在单原子的开创性工作之后，固态实现对于开发实用的量子技术非常重要。在这里，我们将半导体量子点嵌入微腔中。微腔具有接近$10^{6}$的$\mathcal{Q}$因子，并且包含具有接近变换极限光学线宽的电荷可调谐量子点。激子-光子耦合速率$g$大大超过光子衰减速率$κ$和激子衰减速率$γ$（$g/γ=14$，$g/κ=5.3$）;协同性为$C=2g^{2}/(γκ)=150$，$β$因子为99.7%。我们观察到明显的真空拉比振荡的时域，光子封锁在单光子共振，和高度聚束光子统计在双光子共振。我们使用光子统计的变化作为灵敏的光谱探测的Jaynes-Cummings阶梯的第一和第二梯级之间的过渡。尽管固态环境的复杂性，所有的实验都可以用Jaynes-Cummings模型定量描述。我们提出这个系统作为一个平台，以发展光学cQED的量子技术，例如光子-光子纠缠门。

基于原子频率梳量子存储器和前馈控制的可扩展量子光子学光谱复用

Spectral multiplexing for scalable quantum photonics using an atomic frequency comb quantum memory and feed-forward control

量子光学和量子信息科学的未来多光子应用需要同时存储许多光子状态的量子存储器，每个光子状态被编码为不同的光学模式，并且使得能够在存储期间选择任何输入和特定检索模式之间的映射。在这里，我们以量子中继器为例，展示了如何使用具有固定存储时间的光谱复用状态和存储器，从而允许光谱模式之间的映射。此外，使用Ti：Tm：LiNbO3波导冷却到3开尔文，相位调制器和光谱滤波器，我们展示了存储，然后是所需的前馈控制的频率操纵与时间仓量子比特编码到多达26个多路复用的光谱模式和97%的保真度。

利用原子系综实现可伸缩量子通信的非经典光子对

Generation of Nonclassical Photon Pairs for Scalable Quantum Communication with Atomic Ensembles

量子信息科学试图利用量子领域的能力来完成在经典领域中不可能完成的任务[1]。虽然已经为实现量子计算和通信所需的物理资源制定了充分的条件[2]，但对量子测量的力量的理解不断发展，结合条件进化来完成量子信息科学中的各种任务[3-5]。在这方面，一个重要的进步是Duan，Lukin，Cirac和Zoller（DLCZ）[6]发明的协议，用于实现可扩展的长距离量子通信和量子网络上的纠缠分布。在这里，我们报告的第一个使能步骤中实现的协议DLCZ，即观察量子相关的光子对产生的集体发射从原子系综。场的非经典特征可以通过两个场违反柯西-施瓦茨不等式来证明（1，2）。与先前对原子级联[7]和参数下转换[8]中产生的光子对的非经典相关性的研究相比，我们的实验的不同之处在于相关的（1，2）光子被可编程的时间间隔Δ t分开，在我们的初始实验中Δ t约为400 nsec。

确定性单光子源与芯片内5.6 GHz声学时钟

Deterministic single-photon source with on-chip 5.6 GHz acoustic clock

本研究通过声学应变实现可调谐的高频率单光子源，利用动态Purcell效应增强发射效率，展示了一种基于III-V材料的可扩展单光子源平台。