Reversible quantum teleportation in an optical lattice
我们提出了一个协议，基于纠缠程序最近建议[D。Jaksch等人，物理修订版信函82，1975（1999）]，其允许将光晶格中的中性原子的未知状态传送到晶格的另一位置中的另一原子，而没有任何不可逆检测。
1999-08-13 quant-ph
A reversible optical memory for twisted photons
我们报道了一个实验，其中光的轨道角动量映射到一个冷原子系综和出单光子水平。基于动态电磁感应透明协议，所展示的光学存储器能够可逆地映射拉盖尔-高斯模式，同时保留螺旋相位结构的手性。所展示的能力为存储编码为轨道角动量态叠加的量子比特和多维光物质界面提供了可能性。
2013-02-25 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
The basic principles to construct a generalized state-locking pulse field and simulate efficiently the reversible and unitary halting protocol of a universal quantum computer
它已被证明（Arxiv：Quant-PH/0507236），而基于状态锁定脉冲场的可逆幺正停机协议是构造高效量子搜索过程的关键部件，而状态锁定脉冲场是产生可逆幺正停机协议的关键部件。本文对可逆幺正停止协议和广义锁态脉冲场进行了深入的理论研究。详细研究了构造锁态脉冲场和设计可逆酉停止协议的基本原理。广义锁态脉冲场一般依赖于时间和空间变量。它可以是一系列依赖于时间和空间的电磁脉冲场，也可以包含依赖于时间和空间的势场。因此，可逆的和幺正的停止协议建立了状态锁定脉冲场一般由一系列的时间和空间相关的幺正演化过程。它示出了如何构建量子控制过程，以有效地模拟可逆和单一的停机协议。提出了一种改进的基于可逆幺正停止协议的子空间约简量子程序和电路，作为进一步构造高效量子搜索过程的关键部分。提出了一个简单的原子物理系统，即双势阱中的原子离子或中性原子，来说明如何产生锁态脉冲场以及如何实现可逆的幺正停止协议。
2006-11-27 quant-ph
Reversible Pebbling Game for Quantum Memory Management
量子内存管理正在成为一个紧迫的问题，特别是考虑到最近开发新的、更复杂的量子算法的研究工作。现有的唯一一种量子态自动清理方法依赖于许多额外资源的可用性。在这项工作中，我们提出了一个自动化的量子内存管理工具。我们展示了这个问题是如何完全匹配的可逆卵石游戏。在此基础上，我们开发了一种基于SAT的算法，该算法考虑到量子硬件的限制，返回一个有效的清理策略。所开发的工具使设计师能够灵活地探索内存资源和操作数量之间的权衡。我们提出了三个案例来证明我们的方法的有效性。首先，我们将该算法应用到在密码学应用中广泛使用的直线程序。其次，我们与现有的方法进行了比较，显示出52.77%的平均改善。最后，我们展示了在受约束的近期量子器件上合成量子线路时使用该工具的优势。
2019-04-03 cs.ET quant-ph
Reversible tuning of nanowire quantum dot to atomic transitions
本文提出一种通过气体冷凝与局部激光烧蚀调节应力来可逆调谐纳米线量子点发射频率的方法，实现超过300 GHz调谐范围和亚GHz精度，并在铯原子D1线处验证了单光子吸收与群速度调控效果。
2025-03-11 quant-ph
Holographic Storage of Biphoton Entanglement
利用多模量子存储器实现多光子纠缠的相干可逆存储是可扩展全光量子信息处理的关键。虽然单光子已经成功地存储在不同的量子系统中，但多光子纠缠的存储仍然具有挑战性，因为对光子纠缠源、多模量子存储器以及它们之间的量子接口的相干控制是至关重要的。在这里，我们展示了一个相干的和可逆的存储双光子贝尔型纠缠与全息多模原子系综的量子存储器。利用量子态层析成像技术，在1微秒的存储时间内，恢复的双光子纠缠违反了Bell不等式，存储过程保真度达到98%。
2012-04-06 quant-ph
Broadband waveguide quantum memory for entangled photons
光的量子态在物质内外的可逆转移构成了量子通信未来应用的重要基石：它允许同步量子信息，并使人们能够建立量子中继器和量子网络。在过去的几年里，世界范围内已经投入了大量的努力来开发适合于存储量子态的存储器。这一任务的核心重要性是保持纠缠，这是一种量子力学现象，其违反直觉的性质自量子物理学早期以来一直占据着哲学家，物理学家和计算机科学家。在这里，我们报告，为第一次，光子-光子纠缠到光子和集体原子激发之间的纠缠在固态设备的可逆转移。为此，我们采用了掺铥的钛酸锂波导结合光子回波量子存储器协议，并增加光谱接受从目前的最大值100 MHz到5 GHz。我们的存储设备的纠缠保持性质进行评估，通过比较的纠缠量包含在检测到的光子对之前和之后的可逆转移，显示，在统计误差，一个完美的映射过程。我们的集成宽带量子存储器是对强大的集成锂酸盐器件系列的补充。它使量子通信高级应用中光与物质界面的频率匹配变得微不足道，并在寻求释放量子通信的全部潜力时建立了几个关键属性。
2010-09-06 quant-ph
Mapping multiple photonic qubits into and out of one solid-state atomic ensemble
量子通信的未来挑战是可扩展的量子网络，它需要将光子量子比特相干和可逆地映射到静止的原子系统（量子存储器）上。现实网络的一个关键要求是能够在一个量子存储器中有效地存储多个量子比特。在这里，我们展示了相干和可逆映射的64个光学模式在单光子水平的时域到一个固态系综的稀土离子。我们的光-物质接口基于高带宽（100 MHz）原子频率梳，具有1微秒的预定存储时间。然后，我们可以在短<10 ns的时间模式（时间仓量子位）中编码许多量子位。我们通过同时存储和分析多个时间仓量子比特来展示映射的良好相干性。
2010-02-19 quant-ph
Approaches for a quantum memory at telecommunication wavelengths
我们报道了利用掺铒离子在固体中存储和恢复电信波长的弱相干态光的实验。我们使用基于双光子回波的量子存储协议。第一种是基于可控可逆非均匀加宽（CRIB）。它允许通过线性斯塔克效应，利用外部电场控制集体原子相干性，按需恢复光。我们研究了处于激发态的原子如何影响CRIB存储器的信噪比。此外，我们展示了如何CRIB可以用来修改检索的光脉冲的时间宽度。第二个协议是基于原子频率梳（AFC）。使用该协议，我们还验证了可逆映射是相位保持通过与本地振荡器进行干涉实验。这些测量是朝着电信波长的固态量子存储器迈出的一步。我们还对可能的改进进行了展望。
2010-10-26 quant-ph
Atomic-Scale Visualization of Chiral Charge Density Wave States and Their Reversible Transition
手性是生命和物质中各种令人惊奇的现象所必不可少的。然而，电子超晶格中的手征性及其开关，如电荷密度波（CDW）阵列，仍然难以捉摸。在这项研究中，我们表征的手征性转变的原子分辨率成像的单层NbSe 2 CDW图案的扫描隧道显微镜技术。发现CDW阵列的原子晶格是连续的和完整的，虽然它的手性切换。几个中间态的时间分辨成像跟踪，揭示了快速和动态的手性转变。重要的是，开关是可逆地实现与外部电场。我们的研究结果揭示了二维晶体中手性CDW阵列的精细转变过程，并将其降至原子尺度，可能适用于未来的纳米器件。
2022-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Reversible Quantum Interface for Tunable Single-sideband Modulation
利用铯蒸气中的电磁感应透明（EIT），我们从实验上证明了光束的量子态可以映射到原子基态的长寿命塞曼相干态。光携带的两个非对易变量同时存储并精确读出，没有噪声。我们比较的情况下，其中一个可调的单边带存储独立于其他的两个对称的边带存储使用相同的EIT透明窗口的情况。
2008-08-12 quant-ph
Quantum memory for individual polarization photon
本文提出了一种实验上可行的长寿命原子系综激发下单个偏振光子的量子存储器。基于类似于心灵传输的过程，记忆是可逆的。存储信息可以毫不费力地读出并传输回光子。虽然它成功的概率只有1/4，但它在各种量子信息处理中，特别是在使用偏振光子的情况下，预计是有价值的。体能要求适中，适合目前最先进的技术。
2003-09-16 quant-ph
Benchmark for the quantum-enhanced control of reversible dynamics
控制量子系统对于量子计算和各种新的量子技术至关重要。控制通常通过将目标动态分解成一系列基本门来实现，其描述可以存储在经典计算机的存储器中。在这里，我们探索了一种不同的方法，由Nielsen和Chuang发起，其中目标动力学被编码在量子系统的状态中，被视为“量子程序”。我们表明，量子策略的基础上的量子程序和目标系统之间的相干相互作用提供了一个优势，所有经典的策略，测量程序和有条件地操作系统。为了证明这一优势，我们提供了一个基准，保证在现实实验中成功演示量子增强编程。
2021-09-25 quant-ph
Photon Echo Quantum Memory for Arbitrary Non-Stationary Light Fields
提出了一种基于可控可逆非均匀展宽（CRIB）光密介质中三脉冲光子回波（PE）的光量子存储协议的理论。检索的光子回波场的波函数导出明确作为一个任意输入数据光场的函数。讨论了基于所述量子存储器的时间仓量子比特状态的存储和检索，并且示出了存储器允许使用短光脉冲测量不平衡干涉仪中的路径长度差。
2006-10-04 quant-ph
Efficient and reversible optical-to-spin conversion for solid-state quantum memories
Department of Applied Physics, University of Geneva（日内瓦大学应用物理系）
本研究通过优化实现了高效的光到自旋转换，实现了固态量子记忆中单光子态的长时长存储。
2024-10-18 physics.atom-ph quant-ph
Efficient reversible entanglement transfer between light and quantum memories
光与物质之间的可逆纠缠转移是量子信息技术不断发展的关键。量子网络及其设想的应用，例如，除了直接传输、分布式量子计算或增强感测之外的安全通信依赖于节点之间的纠缠分布。虽然已经证明了纠缠转移，但目前的障碍是该过程的有限效率，这可能会损害多步骤架构的可扩展性。在这里，我们展示了有效的转移预示着单光子纠缠进出两个量子存储器的基础上大合奏的冷铯原子。我们实现了一个整体的存储和检索效率为85%，连同保存的抑制约10%的相干态的值的双光子分量。我们的工作是实现大规模网络和增加功能所需的重要能力。
2021-04-13 quant-ph
Emergent boundary-memory from unitarity constraints in a minimal two interacting quantum particles
King Mongkut’s University of Technology Thonburi（泰国皇家理工大学吞武里）；Quantum Computing and Information Research Centre (QX), Faculty of Science, King Mongkut’s University of Technology Thonburi（泰国皇家理工大学吞武里理学院量子计算与信息研究中心）
研究一维晶格中两相互作用量子粒子模型，通过在最小直接运动相互作用规则上强制可逆幺正演化，产生涌现边界记忆和非平凡动力学，带来类似事件视界行为、子系统纠缠及类似Page曲线的纠缠动力学。
2026-07-23 quant-ph
Quantum memory for photons: I. Dark state polaritons
提出并详细分析了一种理想的、可逆的光与物质亚稳集体态之间的量子态转移技术。该方法是基于控制光子在相干驱动的三能级原子介质中的传播，在该介质中，群速度被压缩为零。确定了电磁感应透明中与量子场传播有关的光和物质的形式稳定的耦合激发（"暗态极化激元“），讨论了它们的基本性质，并分析了它们在光量子存储器中的应用。
2001-06-27 quant-ph
Photonic quantum memory using an intra-atomic frequency comb
光子量子存储器，如原子频率梳（AFC），是必不可少的，使光子量子计算和长距离量子通信的可扩展性和可行性。在标准AFC中，不同原子的频率必须相对稳定，这给实现量子存储带来了困难。在这里，我们提出了一个量子存储器使用原子内的频率梳，不需要频率稳定。我们证明了单原子两个简并能级之间的跃迁可以用来构造频率梳，梳齿间距可以通过外加磁场来控制.由于频率梳是由单个原子构成的，这些原子可以单独使用或集成使用来实现量子存储。此外，具有内AFC的基于系综的量子存储器对多普勒展宽具有鲁棒性，这使得它对于高温量子存储器是有用的。作为一个例子，我们数值计算了铯原子的内AFC，并证明了光子回波是量子存储器所必需的。
2019-05-15 quant-ph
Single-cell atomic quantum memory for light
原子光量子存储器的最新实验[B. Julsgaard等人，Nature 432，482（2004）]涉及两个宏观原子样品，每个样品具有相反的自旋极化。研究表明，只要用合适的线偏振光泵浦原子，并利用二次塞曼位移和/或交流斯塔克位移来操纵正交项的旋转，单原子胞就足以实现记忆功能。这应该可以提高我们的量子存储设备的性能，因为需要更少的资源，并且避免了在跨越不同介质边界时的光损失。
2006-09-29 quant-ph
ROM-based computation: quantum versus classical
我们引入了一个基于只读存储器（ROM）的计算模型，这使我们能够比较可逆的，无错误的经典计算与可逆的，无错误的量子计算的空间效率。我们表明，一个基于ROM的量子计算机与一个可写的量子位是通用的，而两个可写的位是需要一个通用的经典的基于ROM的计算机。我们还评论在这个模型中的量子计算的时间效率的优势。
2002-07-02 quant-ph
Correlated Quantum Memory: Manipulating Atomic Entanglement via Electromagnetically Induced Transparency
提出了一种在柔性三能级原子多系综$united$中利用电磁感应透明实现量子态存储和操纵的可行方案。对于不同的原子阵列配置，可以适当地操纵信号和控制光，以在线性光学的框架内产生不同形式的原子纠缠。这些结果为设计通用量子存储器器件提供了新的思路，例如，原子网格
2004-10-13 quant-ph
High-speed quantum memory with thermal motion of atoms
讨论了在两种结构下原子热运动对多模量子存储效率的影响：在磁光阱中预先冷却的原子自由膨胀和在室温下封闭单元中原子完全混合。我们考虑了高速量子存储器，并假设写入和检索足够短，在这些阶段中原子的位移可以忽略不计。同时，我们考虑到热运动的存储时间，这是众所周知的，必须远远长于所有其他的存储过程的持续时间，成功的应用程序的存储单元在通信和计算。我们将分析这种影响的本征模式的完整的内存周期，并表明，失真的本征模式，热运动引起的，导致效率降低。我们将证明，在多模存储器中，这种互连具有复杂的特性。
2015-02-26 quant-ph
Quantum Logspace Algorithm for Powering Matrices with Bounded Norm
给出了幂压缩矩阵，即谱范数至多为~1的矩阵的量子对数空间算法。该算法得到任意$n\times n$收缩矩阵$A$和参数$T \leq \mathrm{poly}(n)$作为输入，并输出$A^T$的条目，直到（任意）多项式小的附加误差。该算法只适用于酉算子，没有中间测量。我们展示了这一结果的各种含义和应用：首先，我们使用该算法表明，只有量子存储器和中间测量的量子对数空间算法的类等价于只有量子存储器没有中间测量的量子对数空间算法的类。这表明延迟测量原理，量子计算的基本原理，也适用于量子对数空间算法（没有经典记忆）。更一般地说，我们给出了一个量子算法的空间$O(S + \log T)$，作为输入的量子算法的描述与量子空间$S$和时间$T$，中间测量（没有经典的记忆），并模拟它的多项式小误差，没有中间测量。由于幺正变换是可逆的（而测量是不可逆的），这个结果的一个有趣的方面是，它表明任何量子对数空间算法（没有经典记忆）都可以通过可逆量子对数空间算法来模拟。这证明了Lange，McKenzie和Tapp的结果的量子模拟，即确定性对数空间等于可逆对数空间[LMT 00]。最后，我们使用我们的结果来展示量子对数空间学习算法的非平凡经典模拟。
2021-05-06 cs.CC quant-ph
Reducing Collective Quantum State Rotation Errors with Reversible Dephasing
我们证明了通过非均匀加宽的可逆退相可以大大减少集体量子态旋转误差，并观察到旋转误差的抑制超过21 dB的背景下，集体布居测量的自旋态的$2.1 \times 10^5$激光冷却和捕获的$^{87}$ Rb原子系综。旋转噪声的大幅降低使得能够直接分辨低于基本量子投影噪声极限13（1）dB的自旋态布居。此外，自旋态测量将系统投射到纠缠态，相对于标准量子极限，直接观察到的光谱增强（压缩）为9.5（5）dB，而如果不抑制旋转误差，则不会获得增强。
2014-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Time-reversed and coherently-enhanced memory: A single-mode quantum atom-optic memory without a cavity
基于系综的光量子存储器的效率关键取决于原子-光耦合的强度。光学腔是增强原子-光耦合强度的有效方法，但缺点是腔体难以集成到存储器设置中。在这项工作中，我们显示了相干增强的原子-光耦合通过干涉效应。要被吸收到原子系综中的光被分裂并用于从系综的相对端驱动原子。我们比较这种方法理论上的腔增强方案和目前的实验结果，我们的相干增强冷铷-87原子，显示效率的$72\pm5\%$和存储寿命的$110\pm 10$我们。
2019-01-22 physics.atom-ph quant-ph
Broadband Quantum Memory in Atomic Ensembles
本文综述了原子系综中宽带量子存储器面临的“线宽-带宽失配”核心挑战、相关协议与硬件优势、基础理论扩展，并针对效率等三指标分析了其最先进性能，为该领域研究提供参考。
2023-02-06 physics.atom-ph quant-ph
Reversible phasonic control of a quantum phase transition in a quasicrystal
本文实验证明通过驱动冷原子准晶体的相位子自由度，可连续调节有效准无序强度并可逆切换局域化-退局域化量子相变，结果与无拟合参数理论预测一致，揭示了Aubry-André局域化与二维Harper-Hofstadter动力学局域化的联系。
2023-12-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multiresonator quantum memory with atomic ensembles
Kazan National Research Technical University n.a. A.N. Tupolev-KAI（喀山国立技术研究大学（以A.N. 图波列夫命名））
多谐振子量子存储器与原子集体的理论研究，分析其物理性质并探讨实验实现方案。
2026-02-18 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
