Characterization of Parity-Time Symmetry in Photonic Lattices Using Heesh-Shubnikov Group Theory
利用Heesh-Shubnikov群理论研究了宇称时间对称周期光子晶体的性质。经典群论不能用来分类本征模的对称性，因为时间反演算子是反酉的。幸运的是，Heesh-Shubnikov群的余表示已经被用来描述反酉算子对本征函数的影响。使用的例子结构的一维光子晶格，我们确定的共同表示的本征模在低和高对称点的光子带图。我们发现，无阈值奇偶时间转换与特定类别的共同表征。该方法是完全通用的，可以应用于任何尺寸的宇称时间对称光子晶格。这种方法的预测能力提供了一个强大的设计工具，奇偶时间对称的光子器件的设计。
2016-06-16 physics.optics quant-ph
Engineering Schrödinger cat states with a photonic even-parity detector
当两个相等的光子数态在平衡分束器上组合时，分束器的两个输出端口仅包含偶数个光子。考虑这种干涉现象的时间反演：在分束器的输出端口处的一对光子数分辨检测器都检测到相同数量的光子的概率取决于分束器的输入状态和仅包含偶数光子数的状态之间的重叠。在这里，我们建议使用这种偶宇称检测工程量子态只包含偶数光子数项。作为一个例子，我们证明了制备两个相干态的叠加具有相反的振幅，即两个组件薛定谔猫态的能力。我们的方案可以以近乎完美的保真度制备任意大小的猫态。此外，我们研究工程更复杂的偶宇称状态，如四分量猫状态迭代应用我们的偶宇称检测器。
2020-02-27 quant-ph
Single-Photon Distillation via a Photonic Parity Measurement Using Cavity QED
具有定制时间轮廓的单光子是未来量子网络的重要资源。在这里，我们从自定义形状的激光脉冲中提取它们，这些激光脉冲从与光学谐振器强烈耦合的单个原子反射。随后对原子的测量预示着蒸馏成功。在真空主导的光脉冲中，我们创建了具有保真度$66(1)\%$的单光子，双光子和多光子抑制$95.5(6)\%$，以及具有负值$-0.125(6)$的维格纳函数。我们的方案应用于最先进的光纤谐振器可以提高单光子保真度高达$96\%$。
2019-04-09 quant-ph
Photonic two-qubit parity gate with tiny cross-Kerr nonlinearity
交叉克尔非线性（XKNL）效应可以诱导有效的光子相互作用，原则上，光子多量子比特门可以使用比线性光学方案少得多的物理资源来实现。不幸的是，产生巨大的交叉克尔非线性是非常具有挑战性的。近年来，已经做出了很多努力来通过弱XKNL实现多量子比特门。然而，所需的非线性强度仍然难以在实验中实现。我们在这里提出了一个基于XKNL的方案，用于实现双光子偏振奇偶校验门，一个通用的两量子比特门，其中所需的非线性强度可以比以前的方案所需的强度弱几个数量级。该方案利用一个环形腔作为量子信息总线，与两个偏振光子（量子比特）的路径模相互作用。XKNL效应使得总线拾取取决于路径模式的光子数的相移。即使当潜在的相移是非常小的，他们可以有效地测量使用光子数分辨探测器，这说明了这样一个事实，即我们的计划可以工作在微小的XKNL制度。测量结果揭示了两个极化量子比特的奇偶性（偶奇偶性或奇奇偶性）。
2012-05-30 quant-ph
Experimental simulation of the Parity-Time-symmetric dynamics using photonics qubits
宇称-时间（PT）对称性的概念起源于量子力学的框架，如果哈密顿算符与宇称和时间算符满足对易关系，则PT对称性表现出全部实本征能谱。最近，PT对称性被引入到光学、电子电路、声学等许多经典领域，以进一步研究哈密顿量的动力学和系统的能量。针对量子态在PT对称哈密顿量作用下的动力学演化问题，利用单光子系统实验研究了PT对称哈密顿量作用下二能级系统的一般动力学演化.通过使用辅助量子比特来扩大系统并在具有后选择的非厄米哈密顿量下对子系统进行编码，当仅考虑成功的宇称时间对称演化子空间时，可以高保真地观察到状态的演化。由于伸缩方法的有效操作，我们的工作为进一步利用PT对称哈密顿量的奇异性质进行量子模拟和量子信息处理提供了一条途径.
2020-04-19 quant-ph
Finite time decoherence could be suppressed efficiently in photonic crystal
在不采用玻恩近似和马尔可夫近似的情况下，解析地研究了各向异性带隙光子晶体中两初始纠缠量子比特的退相干。结果表明，光子晶体中两量子比特的退相干动力学与真空中或通常的非马尔可夫库中的两量子比特的退相干动力学有很大的不同。结果还表明，自发发射引起的有限时间退相干可以得到有效抑制，在相同条件下，奇宇称Bell态的纠缠比偶宇称Bell态的纠缠更容易在光子晶体中保持.提出了一种纠缠粒子对的存储方案。
2008-05-19 quant-ph
Selective Filtering of Photonic Quantum Entanglement via Anti-Parity-Time Symmetry
本文提出基于反宇称-时间对称性的非厄米光子滤波方法，在无损耗波导网络中利用Lanczos变换实现任意输入态的高保真纠缠提取，并可扩展至多光子情形且对退相干具有鲁棒性。
2025-04-08 quant-ph
Simple realization of a hybrid controlled-controlled-Z gate with photonic control qubits encoded via eigenstates of the photon-number parity operator
提出利用两个微波腔耦合超导四能级系统，仅需基本操作即可实现光子量子比特控制超导目标比特的高保真混合CCZ门，并可生成多种混合GHZ态。
2023-06-04 quant-ph
One-step implementation of a multi-target-qubit controlled-phase gate with photonic qubits encoded via eigenstates of the photon-number parity operator
提出以光子数奇偶算符本征态编码光子量子比特，并借助耦合超导磁通三能级量子比特的多个微波腔单步实现可混合编码的多目标受控相位门，操作时间不随目标数增加且抑制退相干。
2023-06-04 quant-ph
Parity-Time Symmetry meets Photonics: A New Twist in non-Hermitian Optics
在过去的十年中，宇称-时间（$\mathcal{PT}$）对称性的概念，最初是在量子力学理论的非厄米扩展中引入的，已经进入光子学的思想，为研究，观察和利用光学中$\mathcal{PT}$对称性的一些特殊方面提供了肥沃的土壤。与开放量子系统的非厄米物理学的相关概念，如非厄米简并（例外点）和光谱奇点一起，$\mathcal{PT}$对称性代表了过去几年中光学中最富有成果的思想之一。在集成光子结构中对光学增益和损耗进行明智的剪裁已经成为以前所未有的方式塑造光流动的新范例，其主要应用包括激光科学和技术，光学传感和光学材料工程。在这个角度来看，我回顾了$\mathcal{PT}$的一些主要成就和新兴领域-对称和非Hermtian光子学，并提供了一个轮廓的挑战和未来的研究方向，在光子学发展最快的研究领域之一。
2018-02-14 physics.optics quant-ph
Sorting quantum systems efficiently
测量量子系统的状态是量子力学中的一个基本过程，在量子信息和量子技术中起着至关重要的作用。测量量子可观测量的一种方法是根据测量值将系统分类到不同的空间模式中，然后在每个模式上使用单粒子探测器。量子分选器的例子是偏振分束器（PBS）-根据光子的偏振引导光子-和Stern-Gerlach设备。本文提出了一种根据任意$d$维自由度（如自旋、轨道角动量、波长等）的大小对量子系统进行排序的一般方案，该方案具有普适性，工作在单粒子水平，理论效率为100%.作为一个应用，我们设计了一个有效的OAM分选机组成的一个单一的多路干涉仪，这是适合于光子芯片的实现。
2016-05-04 physics.optics quant-ph
Measurement of arbitrary two-photon entanglement state with the photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转测量任意双光子纯纠缠态纠缠度的有效方案。在该协议中，光子纠缠态的纠缠度可以转化为拾取奇宇称光子态的总成功概率。为了完成测量任务，我们需要一些辅助的三能级原子，它们被囚禁在低质量的腔中。我们的协议可以很好地实现在现有的实验条件下。此外，在实际的非完美原子态探测和光子法拉第旋转条件下，我们的协议也能很好地工作。基于这些特点，我们的协议可能是有用的，在当前的量子信息处理。
2014-02-05 quant-ph
Photonic spatial Bell-state analysis for robust quantum secure direct communication using quantum dot-cavity systems
最近的实验表明，在量子通信中，纠缠光子的空间模态比它们的偏振模态更健壮。在这里，我们构建了一个完整的和确定性的协议，用于分析空间贝尔态的光子和电子自旋之间的相互作用在一个带电的量子点内的一侧微柱微腔。利用这种固态系统中的巨大光学法拉第旋转效应，可以构造一种量子非破坏探测器（QND）来检验双光子系统的宇称性。利用这种奇偶校验QND，我们提出了一个完整的和确定性的建议，分析的四个空间模式的贝尔态。此外，我们提出了一个鲁棒的两步量子安全直接通信协议的基础上的空间模式贝尔态和光子空间贝尔态分析。我们的分析表明，我们的BSA的建议工作在强和弱耦合制度，如果侧漏和腔损耗率是小的。
2013-03-30 quant-ph
Custom-tailored spatial mode sorting by controlled random scattering
提高数据传输速率的需要是现代信息社会的一个关键挑战。利用光的横向空间模式来编码更多的信息是经典光子学和量子光子学的一个有前途的途径。然而，为了便于访问编码信息，必须能够将空间模式分类到不同的输出通道中。在这里，我们介绍了一种新的方式来定制任意空间光模式的排序。我们的方法依赖于高度的随机散射过程的控制，通过预成形的入射光的相位结构。我们的实验表明，各种模式，无论其特定的模态结构，可以被转换为任何输出通道的安排。因此，我们的方法能够完全访问编码在场的横向结构中的所有信息，例如，方位角和径向模式。我们还证明了相干性保留在这个复杂的模式转换，这开辟了量子和经典信息科学中的应用。
2017-01-20 physics.optics quant-ph
Parametrically-controlled microwave-photonic interface for the fluxonium
针对通量子因宇称对称性无法直接进行腔边带跃迁的问题，研究人员利用三波混频元件耦合通量子与谐振器，通过微波参量转换实现光子接口，完成95%以上保真度的快速重置及飞行光子的受控释放与时域整形，为通量子基远程纠缠架构提供支持。
2024-12-14 quant-ph
Untying links through anti-parity-time-symmetric coupling
我们揭示了如何在耗散的亚晶格对称拓扑光子晶体晶格中的反宇称时间对称耦合的影响下，矢量场的链接是解开的。准一维双带系统的拓扑结构被编码在与布洛赫哈密顿量相关联的向量场的几何拓扑结构中。链接的向量场反映了非平凡相的拓扑结构。拓扑相变伴随着在例外点处矢量场链接的解开而发生。与直觉相反，更多的耗散会建设性地创建一个非平凡的拓扑。链接数预测的拓扑光子零模式的数量。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterization of nested Walsh parity-check filters in a single-photon eight-mode register on a cloud photonic processor
Recognition Physics Institute（Recognition物理研究所）
在Quandela的Belenos云端光子处理器上，实验实现了基于单光子八模空间寄存器的嵌套沃尔什奇偶校验滤波器，验证了泄漏抑制和综合征路由，并量化了系统误差。
2026-06-26 physics.optics quant-ph
Auxiliary Schmidt Rank as a Resource for Photonic Bell Measurements
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
研究光子贝尔测量中辅助纠缠资源的阈值，证明当辅助态总施密特秩达到d时才能实现确定性贝尔态区分。
2026-07-01 quant-ph
Complete analysis for arbitrary concatenated Greenberger-Horne-Zeilinger state assisted with photonic Faraday rotation
级联Greenberger-Horne-Zeilinger（C-GHZ）态由于在噪声环境下对退相干具有鲁棒性，在未来量子网络中具有巨大的应用潜力。在本文中，我们提出了一个完整的C-GHZ态分析协议的帮助下，一些辅助的单原子被困在低质量腔。在协议中，我们主要利用光子法拉第旋转效应对光子态进行奇偶校验，并结合Hadamard运算和单量子比特测量完成分析任务。我们的协议的成功概率原则上可以达到100%，并且每个逻辑量子比特中编码的物理量子比特的数量不影响分析。我们的分析协议可能在未来的长距离量子通信中有实际应用。
2015-11-17 quant-ph
Quantum metrology with one-dimensional superradiant photonic states
具有大的和固定的光子数的光子态，例如Fock态，使量子增强计量成为可能，但仍然是实验上难以实现的资源。一个潜在的简单，确定性和可扩展的方式来产生这些状态包括充分激发$N$量子发射器平等地耦合到一个共同的光子水库，这导致了集体衰变称为迪克超辐射。发射的$N$ -光子态是一个高度纠缠的多模态，为了验证它的量子纠缠特性，我们（i）发展了计算一般多模光子态的量子费舍尔信息的理论工具，（ii）用它证明了一维波导中Dicke超辐射光子达到了Heisenberg标度，可以通过宇称测量饱和;（iii）研究这些状态对最先进的原子波导QED装置中实验限制的鲁棒性。
2019-02-20 quant-ph
Experimental ancilla-assisted qubit transmission against correlated noise using quantum parity checking
我们报告了一种光子量子比特在不稳定光纤上传输方案的实验演示，该方案具有即插即用的特性，并且能够传输量子比特的任何状态，无论它是已知的，未知的，还是纠缠到其他系统。通过在光纤噪声的相关时间内在信号光子之后添加辅助光子并通过执行量子奇偶校验来实现对无噪声量子信道的高保真度。该方案具有简单、免维护和对节点间路径长度不匹配的鲁棒性等特点，适用于多用户量子通信网络。
2007-07-02 quant-ph
Quantum critical regime in a quadratically-driven nonlinear photonic lattice
本文研究了双光子驱动和耗散作用下的耦合光学腔阵列。该系统在有限温度下表现出类似于量子伊辛模型的临界行为。使用角空间重整化方法，我们计算不同大小的有限晶格的稳态性质，无论是在一维和二维。从一个有限尺寸标度的平均光子数宇称，我们突出了一个临界点的出现在政权的小dissipatients，属于量子伊辛普适性类。对于增加的光子损失率，偏离这种普遍行为的信号量子临界状态的开始，其中由损失引起的经典波动与长程量子相关性竞争。
2019-02-20 quant-ph
Photonic analogue of Mollow triplet with on-chip photon pair generation in dressed modes
与原子物理学进行类比是光子技术的一个强有力的工具，拓扑光子学和基于宇称-时间对称性的非厄米光子学的最新发展就是证明。莫洛三重态是一种重要的原子效应，具有重要的基础和技术意义。在这里，我们展示了类似的莫洛三重态与量子光子系统。光子纠缠是通过多模相干耦合引入的缀饰光子模中的自发非线性过程产生的。我们进一步证明了光子系统的灵活性，以实现不同的配置的修饰状态，导致控制修改的Mollow三重态。我们的工作将使复杂的原子过程的调查和实现基于光子系统的独特的量子功能。
2021-07-15 physics.optics quant-ph
The Category of Linear Optical Quantum Computing
本文回顾了光子电路产生的计算模型，包括光子在单个时间仓中穿过的边缘和理想化无损分束器和移相器给出的顶点。电路模型被抽象为多模光子玻色Fock空间上酉矩阵的对称monoidal范畴的表示。一个图形语言，旨在帮助理解和发展的光子算法，封装的类别属性，这种表示。作为形式主义的演示，玻色子采样方案和协议的Knill，Laflamme和Milburn的单轨光子计算机上开发的，并基于宇称的qudit模型进行了研究。
2022-11-24 quant-ph
Parity-Induced Thermalization Gap in Disordered Ring Lattices
分隔两种不同状态的能隙广泛存在于各种物理系统中：从周期晶格中的电子到光子、声子、等离子体系统甚至准晶中的类似物。最近，对于无序结构中的光，提出了热化间隙，光子统计的不可接近的范围[Nat. Phys. 11，930（2015）]，其由无序免疫手征对称性内在地诱导并且可以由光子统计反映。当满足手征对称性时，晶格拓扑结构在光子统计中起决定性作用。与一维晶格不同的是，环晶格中的光子统计由它的奇偶性决定，即奇数或偶数位置。在这里，我们第一次在实验上观察到宇称诱导的热化带隙的强无序环形光子结构。在有限的尺度下，尽管光有局域化的趋势，但我们仍然能够通过测量光子统计发现宇称依赖的无序免疫手征对称性和由此产生的热化能隙的明显证据，而强无序诱导的安德森局域化在更大尺度的结构中解释了这种现象.我们的研究结果揭示了对称性，无序和局域化之间的关系，并可能激发新的资源和人工设备的信息处理和量子控制的光子芯片。
2019-03-18 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Effects of self-phase modulation on weak nonlinear optical quantum gates
基于弱克尔效应的奇偶校验门是一种可能用于光学量子计算的双量子比特门。两个光子量子比特调制相干态的相位，并且相干态的正交测量揭示了两个量子比特的奇偶性而不破坏光子。这可以用来创建所谓的集群状态，这是量子计算的通用资源。在这里，自相位调制的奇偶门的影响进行了研究，引入生成函数的调制相干态的维格纳函数。对于具有非基于EIT的克尔非线性的材料，通常存在为交叉相位调制的幅度的一半的自相位调制。因此，这种影响不容忽视。研究表明，对于一大类相位调制的物理实现，正交测量无法区分奇校验和偶校验。因此，弱非线性奇偶校验门必须用自相位调制可重复的物理系统来实现。
2007-10-09 quant-ph
Parity-Time Symmetry-Enhanced Simultaneous Magnon and Photon Blockade in Cavity Magnonic System
在最近的演示常规磁振子封锁的主要挑战是增加系统的非线性，特别是在耗散通道相比。人们可以考虑克尔非线性，通过它，腔磁振子系统中的磁振子阻塞是可能的，只要克尔非线性比腔和磁振子模耗散率强得多。在本文中，我们考虑了PT对称腔磁振子系统，研究了PT对称相位对磁振子统计的影响，从而研究了磁振子阻塞。我们表明，PT对称的相位，这是通过适当选择系统参数，可以放松的要求，大克尔非线性，这样一个完美的磁振子封锁，可以很容易地获得，即使在一个小的克尔非线性值。令人惊讶的是，虽然在该方案中没有光子克尔非线性，光子阻塞也可以同时发生与磁振子阻塞。这一结果是由PT对称相位引起的，PT对称相位可以产生有效的光子克尔非线性。
2022-09-09 physics.optics quant-ph
Photonic circuits for generating modal, spectral, and polarization entanglement
我们考虑利用Ti：LiNbO $_{3}$扩散通道波导的光子电路的设计，用于产生具有模式、光谱和偏振纠缠的各种组合的光子。在双模波导中，通过自发光参量下转换（SPDC）产生下转换光子对。我们研究了一类光子电路，包括：1）一个非线性周期性极化的双模波导结构，2）一组单模和双模波导为基础的耦合器，以这样一种方式，他们适当地分离的三个光子，包括SPDC过程，以及，对于某些应用程序，3）全息布拉格光栅，作为一个二向色反射器。第一个电路在两个单独的单模波导中产生频率简并下转换光子，每个光子具有偶空间奇偶性。改变元件的参数允许这个相同的电路产生两个在频率上纠缠或同时在频率和偏振上纠缠的非简并下转换光子。第二个光子电路被设计成通过基于光子的频率区分光子来产生模式纠缠。该电路的修改版本可以用于产生在模式数和偏振方面双重纠缠的光子。第三个光子电路被设计为通过将模式、光谱和偏振纠缠转换为路径纠缠来管理色散。
2010-09-22 quant-ph
Fixed-order postselected CHSH reference acquisition for parity-constrained spatial-mode qubits on a commercial cloud photonic processor
Recognition Physics Institute（识别物理研究所）
该研究在Quandela商用云光子处理器上实现固定阶后选择CHSH协议，获取两个编码光子量子比特的CHSH得分，为可操作参考获取提供实验数据。
2026-08-20 physics.optics quant-ph
Bound-state-mediated remote charging of a quantum battery
School of Science, Xi’an University of Posts and Telecommunications（西安邮电大学理学院）；School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University（陕西师范大学物理学与信息技术学院）
该研究提出利用一维耦合腔阵列形成的原子-光子束缚态，抑制量子电池远程充电时的辐射泄漏，实现相干能量传递，并分析了束缚态特性对充电时间、有功功及损耗的影响。
2026-08-28 quant-ph
Multidimensional mode-separable frequency conversion for high-speed quantum communication
光子信号的量子频率转换（QFC）在改变信号波长的同时保留了量子信息。QFC的一个常见应用是将与当前光纤基础设施兼容的信号波长转换为与高质量单光子探测器和光学存储器更兼容的更短波长。最近的工作已经研究了使用QFC通过剪裁泵浦脉冲来操纵和测量特定的时间模式（TM）。这样的方案有望实现低损耗和快速时间尺度上可重编程的多维量子态操纵。我们在四维希尔伯特空间中展示了第一个QFC时间模式排序系统，分别实现了高达92%和0.84的转换效率和模式可分离性。一个20 GHz的脉冲训练投射到6个不同的TM上，包括叠加态，并通过光子计数验证了弱相干信号的模式可分离性。这种超快的高维光子信号可以实现高速率的长距离量子通信。
2016-11-27 quant-ph
Photon and phonon statistics in a qubit-plasmon-phonon ultrastrong coupling system
本文研究量子比特-等离激元-声子超强耦合系统中的光子/声子统计，揭示宇称守恒与破缺对聚束和反聚束行为的不同影响，并通过延迟二阶关联函数展示多重激发振荡。
2022-05-03 quant-ph
Time Reversal of Arbitrary Photonic Temporal Modes via Nonlinear Optical Frequency Conversion
单光子波包可以在量子网络的节点之间携带量子信息。基于光子的量子信息系统中的一个重要的通用操作是光子的时间波包包络的盲反转，即在不知道光子的时间状态的情况下反转包络的能力。我们提出了一种全光的方法，使用非线性光学频率转换驱动的短泵浦脉冲。该方案允许量子操作，例如时间模式奇偶校验排序器。我们还验证了该方案适用于未知波包的任意态（不仅是单光子态）。
2018-04-08 physics.optics quant-ph
Observation of an unpaired photonic Dirac point
在光子狄拉克点，电磁波与两分量无质量相对论费米子受相同方程支配。然而，已知光子狄拉克点在“光子石墨烯”和其他类似的光子晶体中成对出现，这需要特别的预防措施来仅激发其中一个狄拉克点附近的状态。拥有不成对光子狄拉克点的系统更难实现，因为它们需要破缺的时间反演对称性。在这里，我们报告的第一个观察到的非成对狄拉克点在平面二维光子晶体。该结构采用了旋磁材料，打破了时间反演对称性;当宇称破缺参数被微调到光子陈氏绝缘体和传统光子绝缘体相位之间的拓扑跃迁时，就会出现不成对的狄拉克点。不成对狄拉克点的证据是由传输和场映射实验提供的，包括强非互易反射的演示。这种光子晶体适用于研究二维狄拉克态的独特特性，如单向克莱因隧穿。
2019-09-01 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Super-resolution and super-sensitivity of quantum LiDAR with multi-photonic state and binary outcome photon counting measurement
本文提出以多光子态作为马赫-曾德尔干涉仪量子LiDAR的输入态，结合二元结果光子计数测量，在无损耗和有损耗条件下均实现了超越相干态和偶相干叠加态的分辨率与相位灵敏度增强，展示了MPS作为量子传感非经典资源的潜力。
2024-04-03 physics.optics quant-ph
Nonlinear quantum spectroscopy with Parity-Time symmetric integrated circuits
我们提出了一种新的量子非线性干涉仪的设计，采用了无源PT对称耦合器夹在两个非线性部分的信号-空闲光子对产生。PT对称性使得能够有效地耦合较长波长的空闲光子，并且便于感测暴露于所研究的分析物的第二波导中的损耗，其吸收可以通过仅测量较短波长处的信号强度来推断，其中有效的检测器是容易获得的。值得注意的是，我们确定了一个新的现象，尖锐的信号强度条纹在临界闲频损耗值，这是不同于以前研究的PT对称性破缺。我们讨论了量子干涉产生的这种非常规特性如何提供一种增强分析物传感的途径，并促进集成光子平台中的宽带光谱应用。
2022-03-16 physics.optics quant-ph
Photonic systems with two-dimensional landscapes of complex refractive index via time-dependent supersymmetry
我们提出了一个框架，真正的二维景观的折射率的光学设置的可解模型的建设。利用含时超对称性，在傍轴近似下得到了不可分的麦克斯韦方程组的解。我们讨论了特殊的理论方面的建设。讨论了局域态存在的充分条件。构造了大$|\vec{x}|$（我们称之为光点）以及波导外指数消失的导模的局部化解。我们考虑不同的定义的宇称算子和分析的一般性质的$\mathcal{PT}$对称系统，例如，存在的本地化状态或存在的对称运营商。尽管具有奇偶时间对称性的模型是主要关注的，所提出的框架可以为非$\mathcal{PT}$对称系统的建设以及。我们明确地说明了一些物理上有趣的例子，例如，波导与折射率的周期性波动或局部缺陷，弯曲波导，两个耦合波导或均匀的折射率系统与局部缺陷的一般结果。
2019-05-17 hep-th math-ph math.MP
Microring resonators on a membrane optical circuit for atom-light interactions
我们描述了一个可扩展的原子光光子接口的设计和制造的基础上的氮化硅微谐振器的透明的二氧化硅-氮化物多层膜。这种新的光子平台完全兼容自由空间冷原子激光冷却，稳定的捕获，并在大约$100~$ nm从云母表面分选，允许形成有组织的，强烈相互作用的原子光子混合晶格。我们演示了具有高品质因数$Q=3.2\times 10^5$的小半径（$R\sim$ 16 $μ$ m）微环和跑道谐振器，投射了$C=25$的单原子协同性参数和用于与微环谐振器模式相互作用的被困铯原子的真空拉比频率为$2g= 2π\times 340~$ MHz。我们表明，品质因数目前是有限的多层膜的表面粗糙度，使用低压化学气相沉积（LPCVD）工艺生长。我们讨论了可能的进一步改善以上$Q>5\times10^6$的品质因数，潜在地实现单原子的$C > 500$的强单原子-光子耦合的单原子协同参数。
2021-04-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Spontaneous symmetry breaking and Husimi Q-functions in extended Dicke model
研究了光子模耦合到由赝自旋1/2表示的有限阵列二能级系统的宇称破缺相干光子态的出现。赝自旋-光子相互作用是通过光子振子平衡位置的位移实现的，位移量在总赝自旋的笛卡尔分量中是线性的。我们分析表明，不稳定性表现在从凹到凸的基态能量依赖于耦合到光子的总赝自旋分量的上翻。在光-物质耦合的超强极限下，足以破缺宇称的微扰趋于零。我们给出了有限赝自旋光子系统的相图，证明了这一特性。的伪自旋和光子子系统，和伪自旋熵，沿着不同的轨迹跨越相图的Husimi Q-函数的演变。
2020-09-19 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
A classical simulation of nonlinear Jaynes--Cummings and Rabi models in photonic lattices
二能级原子与单模量子场的相互作用是量子光学中最简单的模型之一。在旋转波近似下，它被称为Jaynes-Cummings模型，而没有它则称为Rabi模型。Jaynes-Cummings模型在现实世界中的实现包括腔、离子阱和电路量子电动力学。拉比模型可以在电路量子电动力学中实现。一旦引入非线性耦合，量子系统中可行的实验实现就会急剧减少。我们提出了一套两个光子晶格，经典地模拟了一个单一的两级系统的相互作用下的场非线性和非线性耦合的量子光学模型保持奇偶性的量子场。我们描述了如何重建量子光学测量的平均值，如光子数和原子能量激发，从强度和从场，如冯诺伊曼熵和保真度，在光子晶格的输出。我们讨论了如何典型的初始状态，涉及相干或位移福克领域可以从最近讨论的Glauber-Fock晶格工程。作为一个例子，Buck-Sukumar模型，其中耦合依赖于场的强度，经典模拟可分离和纠缠的初始状态。
2013-03-23 physics.optics quant-ph
Effective size of a parity-time symmetric dimer
本文研究了PT对称二聚体的有效尺寸，发现从能量量子化角度其有效尺寸为三而非二，并解析证明了由N个PT二聚体组成的串联链复能级由系统尺寸1+2N决定，同时讨论了其非厄米粒子-空穴对称性和手性对称性。
2024-02-14 physics.optics quant-ph
Parity-time symmetry and coherent perfect absorption in a cooperative atom response
宇称-时间（$\mathcal{PT}$）对称性已经成为合成光学材料设计中的重要概念，其具有诸如单向传输和非互易反射的奇异功能。在特殊的点，这种对称性是自发破缺，和解决方案过渡，从那些保守的强度指数增长或衰减。在这里，我们分析了一个量子光子表面形成的单层原子阵列与光介导的强合作多体相互作用。我们展示了如何离域集体激发本征模可以表现出有效的$\mathcal{PT}$对称性和非指数衰减。这种有效的对称性是在无源系统中实现的，通过平衡亮模式的散射与次辐射暗模式的损失而没有增益。这些模式在特殊的点合并，证明了相干完美吸收的出现，其中相干入射光被完美吸收和散射，只有非相干。我们还展示了如何$\mathcal{PT}$对称性可以产生在全反射和平衡散射和不同的偏振之间的集体模式的损失。
2021-01-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Activating non-Hermitian skin modes by parity-time symmetry breaking
本文提出利用宇称-时间对称性破缺设计高维非厄米态，通过系统控制对称性选择性激活非厄米趋肤效应，实现定向切换等新奇现象，适用于多种光学与量子平台。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spectroscopic readout of chiral photonic topology in a single-cavity spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Zhejiang Institute of Photoelectronics（浙江省光电子研究所）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）
研究通过单腔光谱分析探测自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的手性光子拓扑，利用腔体传输功率谱密度直接测量光子陈数，无需体带成像。
2026-03-23 cond-mat.quant-gas physics.app-ph physics.optics
Higher-order Topological Parity Anomaly and Half-integer Hall Effect in High-dimensional Synthetic Lattices
该研究提出在高维光子合成晶格中利用高阶拓扑绝缘体边界态实现宇称反常与半整数霍尔电导，并建立基于嵌套 Wilson 环和 $Z_2$ 不变量的体—边对应及实验探测方案。
2025-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
