Universal Control in Bosonic Systems with Weak Kerr Nonlinearities
本文提出在弱克尔非线性有损玻色系统中，仅用单光子驱动即可实现任意维子空间内的通用量子门控制，并通过Trotter-Suzuki分解和梯度优化降低计算开销，为弱非线性有损系统的量子信息处理开辟了新途径。
2023-12-25 quant-ph
Schrödinger cats and steady states in subharmonic generation with Kerr nonlinearities
在强非线性条件下，讨论了具有失谐和克尔非谐性的超导量子线路中参量下转换的平衡态的一般性质。通过比较稳态和薛定谔猫的时刻，我们表明，真正的薛定谔猫不能生存在稳态，如果有任何单光子损失。可以形成一个δ函数的“猫状”稳态分布，但这只存在于一个非常大的非线性的限制。稳态是一种混合状态，它比δ函数的混合或线性组合更复杂，并且其纯度通过驱动而降低。我们希望这种一般行为发生在其他驱动，耗散量子次谐波非平衡开放系统。
2019-08-09 quant-ph
Optical qudit-type entanglement creation at long distances by means of small cross-Kerr nonlinearities
纠缠是量子信息处理的重要资源，但其产生本身需要有限的物理资源。我们提出了一个方案，用于产生一个广泛的类纠缠qudit型光场模式在网站分开的噪声介质时，只有弱的光学非线性，在两个网站。该协议还基于利用弱探测场，在站点之间传输，并用于生成两个空间分离的场模式之间的量子关联。讨论了通过测量实现概率纠缠增强的思想，并提出了相应的方案，利用线性光学和光电探测器测量探测场态，而不需要分辨光子数。结果表明，该方案适用于存在退相干、光电探测器效率和暗计数受限以及非线性耦合常数不确定性的情况。
2012-02-08 quant-ph
A passive CPHASE gate via cross-Kerr nonlinearities
一个基本的和开放的问题是交叉克尔非线性是否可以用来构建一个控制相位（CPHASE）门。在这里，我们提出了一个门构造从一组离散的原子介导的交叉克尔相互作用网站与反向传播的光子。我们表明，平均门保真度$F$之间的CPHASE和我们提出的门增加的相互作用网站的数量增加和光子的光谱宽度减小，例如，与12个网站，我们发现$F > 99\%$。
2016-08-19 physics.optics quant-ph
Quantum-criticality-induced strong Kerr nonlinearities in optomechanical systems
我们研究了一个混合电光机械系统，使我们能够获得可控的强克尔非线性弱耦合制度。我们表明，当可控机电子系统接近其量子临界点，强的光子-光子相互作用，可以通过调整的强度（或频率）的微波驱动场产生。非线性光学现象，例如光子阻塞的出现和非经典态的产生（例如，薛定谔猫态），预测在弱耦合制度，这是可行的，目前大多数光学力学实验。
2012-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic tracking for photo- and magneto-association of Bose-Einstein condensates with Kerr nonlinearities
我们发展了一种绝热跟踪的方法，用于玻色-爱因斯坦凝聚体的光和磁关联模型，包括克尔型非线性。我们表明，列入这些条款可以产生质的重要修改的绝热动力学，如分叉的外观，其中正在跟踪的轨迹失去了稳定性。因此，绝热定理不适用，绝热传递会严重退化。这种退化可以通过使用与克尔项的值相比足够强的场来补偿。主要的结果是，尽管这些潜在的有害功能，总是有一个选择的失谐，导致一个有效的绝热跟踪，即使是相对较弱的领域。
2017-03-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mechanical Bistability in Kerr-modified Cavity Magnomechanics
在由微波腔模、磁振子模和亚铁磁性钇铁石榴石（YIG）球的机械振动模组成的腔体磁力机械系统中观察到了双稳态机械振动。在强微波驱动场作用下，双稳性表现在机械频率和线宽上，同时激活了磁致伸缩、磁振子自克尔和磁振子-声子交叉克尔三种不同的非线性。磁振子-声子交叉克尔非线性是在磁力学中首次预言和测量的。该系统进入一个制度，克尔型非线性强烈修改传统的腔magnomechanics，只拥有一个辐射压力一样的magnomechanical耦合。在实验中识别和区分了三种不同的非线性。我们的工作展示了一种新的机制，实现机械双稳态相结合的磁致伸缩和克尔型非线性，并表明，这种克尔修改腔磁力学提供了一个独特的平台，在一个单一的实验中研究许多不同的非线性。
2022-09-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Modulated Electromechanics: Large Enhancements of Nonlinearities
众所周知，机械振荡器与超导振荡器或光学腔之间的非线性耦合可以用来产生腔模的克尔非线性。我们表明，这种克尔非线性的强度，以及光子压力的影响，可以大大增加调制的非线性耦合的强度。我们提出了一种机电电路，在这种增强可以很容易地实现。
2013-04-16 quant-ph
Engineered Kerr Nonlinearities for Precise Quantum Control of Fock States
Kunming University of Science and Technology（昆明理工大学）
针对耦合Kerr非线性振荡器的频谱拥挤难题，提出将Kerr非线性比设计为逼近不可通约数的复有理数的通用架构原则，结合含斯塔克位移修正的有效哈密顿量，实现高保真Fock态与NOON态合成，且对环境干扰鲁棒，为玻色子量子处理器提供设计基础。
2025-10-30 quant-ph
Fokker-Planck treatment of nonlinearities in the dispersive coupling of an ion and an optical cavity
我们补充了以前的研究与一个光学腔耦合的离子在色散制度，为一个模型，表现出不同的配置在半经典描述的双稳态。我们的方法是基于相空间中的截断演化，旨在探索一个特别有趣的参数区域，其中完全量子力学的解决方案变得困难，但最粗糙的半经典方法无法捕捉到基本现象。我们比较了我们的技术与数值对角化的量子演化的结果，发现虽然治疗导致平滑和轻微的转变系统中的过渡，它仍然提供了一个明显的改善局部半经典近似。
2023-03-29 quant-ph
Two-photon self-Kerr nonlinearities for quantum computing and quantum optics
自克尔相互作用是一种光学非线性，它产生的相移与场中光子数的平方成正比。目前，许多提议使用非线性来产生光子-光子相互作用。对于传播场，这些相互作用导致不期望的特征，例如光子之间的光谱相关性。在这里，我们设计了一个由交叉克尔相互作用区域组成的离散网络来模拟自克尔介质。该介质具有以物理本地方式实现的有效远程交互。我们计算在这种介质中传播的场的单光子和双光子S矩阵。从这些散射矩阵，我们表明，我们的建议导致一个高保真度的光子-光子门。在网络中节点数趋于无穷大的极限下，介质在单光子和双光子状态下近似于完美的自克尔相互作用。
2018-11-17 physics.optics quant-ph
Dynamical Casimir effect in a Kerr Cavity
研究了含克尔介质电磁腔中的动态Casimir效应。我们得到的时间演化算子的近似表达式，以及在海森堡表示数运营商。我们已经发现，从量子真空中产生的光子强烈地受到克尔介质的存在的影响，与两个二能级原子在具有振荡壁的腔中的情况共享物理特征。非线性介质在光子产生中产生饱和效应，其显示出强振荡，其频率随着非线性介质的强度而增加。我们希望这些结果可能是相关的任何实验研究，涉及动态卡西米尔效应，愿意将克尔非线性。
2016-03-16 quant-ph
Controlling properties of a hybrid Cooper pair box interacting with a nanomechanical resonator in the presence of Kerr nonlinearities and losses
本文考虑了在Kerr介质和损耗存在下，描述库珀对盒（CPB）和纳米谐振器（NR）相互作用的Jaynes-Cummings模型，数值计算了两个子系统的熵和CPB粒子数反转的演化.据发现，这些属性增加时，NR频率是随时间变化的，即使在存在的损失，效果是非常敏感的失谐和消失的谐振制度。还比较了影响CPB和NR的损失所起的作用。
2015-08-31 physics.optics quant-ph
Dispersive properties and giant Kerr non-linearities in Dipole Induced Transparency
计算了腔体与单偶极子耦合后反射场的色散特性。我们表明，当一个领域是与偶极子共振，它经历了90度的相移相对于从裸腔反射，如果珀塞尔因子超过裸腔反射率。然后，我们表明，光学斯塔克移动偶极子与第二场可以用来实现巨大的克尔非线性。它示出，目前可实现的腔寿命和腔品质因数可以允许在腔中的单个发射器施加在单光子水平的非线性$π$相移。
2005-11-21 quant-ph
Kerr-like nonlinearities in an optomechanical system with an asymmetric anharmonic mechanical resonator
在基于Bogoliubov平均法的非久期微扰理论框架下，研究了具有非对称非简谐机械谐振腔的光机系统。在哈密顿量中出现了光子与振动量子的交叉克尔相互作用和类克尔自相互作用。这些相互作用由机械谐振器的振荡的三次和四次非线性以及在机械位移中是线性的腔-谐振器相互作用引起。我们证明了振动量子数的非线性行为，并发现这种行为是由交叉克尔相互作用控制的。结果表明，在没有驱动和耗散的情况下，腔（或机械谐振器）的构造的叠加Yurke-Stern-like态在某些时候解开系统的纠缠模式。所得到的结果提供了新的可能性，控制光学机械系统的非对称机械振荡。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiphoton resonance in a driven Kerr oscillator in presence of high-order nonlinearities
研究了在高阶弱非线性情况下，周期驱动的Kerr非线性量子振子中的多光子共振。多光子共振导致出现的峰值和下降的依赖性的稳定态的静态职业失谐。我们证明，由于高阶非线性，这些峰和谷获得额外的精细结构，并分裂成几个紧密间隔的。准经典地，多光子共振被视为隧穿之间的区域的振荡器的相图，和多光子共振的精细结构是一个特殊的准能量依赖的结果之间的经典相图的不同区域的隧穿率。对于不同的阻尼值和高阶非线性系数，我们确定了域的准能隧穿强烈影响系统动力学。从量子主方程直接导出了准能空间中Fokker-Planck方程中相应的隧穿项。
2021-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement dynamics and position-momentum entropic uncertainty relation of a $Λ$-type three-level atom interacting with a two-mode cavity field in the presence of nonlinearities
讨论了$Λ$型三能级原子与双模腔场的相互作用。考虑了失谐量和交叉克尔非线性效应，并假设原子与光场耦合和克尔介质为$f$形变。即使系统看起来很复杂，对于所考虑的模型，整个系统的状态向量的解析形式是准确的。研究了光场的非经典性质如量子纠缠和位置-动量熵测不准关系（熵压缩）的时间演化。在每种情况下，详细分析了失谐量、广义克尔介质和强度依赖耦合对后者非经典性符号的影响。
2013-03-17 quant-ph
A proposal for factorization using Kerr nonlinearities between three harmonic oscillators
我们提出了一种替代方法，通过使用三个谐振子因式分解一个整数。这些振荡器通过特定的克尔非线性相互作用耦合在一起。即使在混合态下制备两个谐振子，该方法也可以应用。作为简单的例子，我们展示了如何使用这种方法分解N=15和35。研究了谐振子的耗散对该方法性能的影响。我们还研究了耦合振子之间非线性相互作用的实现。然而，找到一个数的因子的概率与它的输入大小成反比。当这个数字很大时，概率变得很低。我们讨论了这种方法的局限性。
2012-08-06 cs.DS quant-ph
Quantum signatures of bistability and limit cycle in Kerr-modified cavity magnomechanics
该研究分析Kerr修正腔磁子力学系统的双稳条件及强驱动下上分支失稳形成极限环的转变，并揭示不同区域中稳态与振荡纠缠的量子特征。
2024-09-22 quant-ph
Drive-induced nonlinearities of cavity modes coupled to a transmon ancilla
高Q微波腔模耦合到transmon辅助器件为量子计算提供了一个硬件高效的平台。由于它们的耦合，腔模式从传输子继承有限的非线性。在这项工作中，我们从理论和实验上研究了如何在transmon辅助的非共振驱动器修改腔模式的非线性在定性上不同的方式，取决于腔transmon失谐，驱动transmon失谐和transmon非谐性之间的相互关系。对于小于或相当于驱动-transmon失谐和transmon非谐性的腔-transmon失谐，非共振transmon驱动可以在腔和transmon激发之间诱导多光子共振，其随着驱动参数的变化强烈地修改腔非线性。对于一个大的腔transmon失谐，驱动器诱导腔光子数相关的交流斯塔克转移到有效的腔非线性transmon能级。在弱耦合情况下，腔的克尔非线性与辅助腔的三阶非线性极化率函数$χ^{(3)}$有关。这种磁化率函数提供了一种计算腔克尔的数值有效的方法，特别是对于具有由单个transmon控制的许多腔模式的系统。它也可以作为一种诊断工具，用于识别不需要的驱动诱导的多光子共振过程。最后，我们表明，通过明智地选择驱动振幅，一个单一的非共振transmon驱动可以用来消除腔自克尔非线性或腔间的交叉克尔。这提供了一种在玻色子操作或依赖于线性腔模的量子纠错协议期间动态校正腔克尔非线性的方式。
2022-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Infinite operator-sum representation of density operator for a dissipative cavity with Kerr medium derived by virtue of entangled state representation
利用热纠缠态表象求解含克尔介质的耗散腔的主方程，得到密度算符的无限算符和表象} $ρ(t) =\sum_{m,n,l=0}^{\infty}M_{m,n,l}ρ_{0}\mathcal{M}_{m,n,l}^{\dagger}.$值得注意的是，} $M_{m,n,l}$与$\mathcal{M}_{m,n,l}^{\dagger}$不是厄米共轭的，但规范化的} $\sum_{m,n,l=0}^{\infty}\mathcal{M}_{nm,,l}^{\dagger}M_{m,n,l}=1$仍然成立}，即，它们在一般意义上是保留痕迹的。如果一般超算子理论需要修改，这个例子可能会激发进一步的研究。
2010-03-25 quant-ph
Cross-Kerr nonlinearity between continuous-mode coherent states and single photons
单光子与相干态之间的弱交叉克尔非线性是量子信息处理中许多应用的基础。到目前为止，这些非线性主要是在高度理想化的单模模型方面进行了讨论。我们发展了连续模光子脉冲之间相互作用的一般理论，并将其应用于单光子与相干态相互作用的情况。利用保真度和条件相位的概念定量地研究了通常的单模近似的有效性。我们表明，高的结晶度，非零条件相位和高光子数是兼容的，在脉冲完全通过彼此和不必要的横模效应被抑制的条件下。
2011-03-07 quant-ph
Quantum drives produce strong entanglement between YIG samples without using intrinsic nonlinearities
我们展示了如何产生一个纠缠对的钇铁石榴石（YIG）样品中的腔磁振子系统，而不使用任何非线性，通常是非常弱的。这与传统观点相反，传统观点必然要求强克尔非线性。我们的核心思想是通过磁通驱动约瑟夫森参量放大器（JPA）产生的弱压缩真空场驱动腔，从而产生纠缠。两个YIG样品通过腔相互作用。对于适当的压缩值的泵，我们得到了显着的纠缠。这是我们计划的主要特点。我们用几种不同的量化标准讨论了宏观球之间的纠缠。我们显示了最佳的参数制度，获得纠缠，这是对温度的鲁棒性。我们还讨论了集体磁振子变量的压缩。
2019-07-11 quant-ph
Nonreciprocal Photon-Phonon Entanglement in Kerr-Modified Spinning Cavity Magnomechanics
本研究在腔磁力学体系中提出磁振子介导的非互易光子-声子纠缠方案，利用克尔效应、萨格纳克效应及强驱动场增强耦合，实现约3 K下稳定的非互易纠缠，为开发新型非互易量子器件提供思路。
2024-04-12 quant-ph
Detection sensitivity enhancement of magnon Kerr nonlinearity in cavity magnonics induced by coherent perfect absorption
讨论了如何提高腔磁振子克尔非线性效应的探测灵敏度。所考虑的腔-磁振子系统由一个三维微波腔组成，腔中包含两个钇铁石榴石（YIG）球，其中两个磁振子模式（一个具有MKN，而另一个是线性的）在YIG球中同时耦合到微波光子。为了获得腔模的有效增益，我们将两个输入场馈入腔中。通过选择适当的参数，两个输入场发生相干完全吸收，腔-磁振子系统可以用有效的非厄米哈密顿量描述。在伪厄米条件下，有效哈密顿量可以拥有三阶例外点（EP 3），在那里哈密顿量的三个特征值合并为一个。当由MKN引起的磁振子频移$Δ_K$远小于腔的透射谱中的峰的线宽$Γ$时（即，$Δ_K\ll Γ$），磁振子频移可以被EP 3放大，这可以通过腔的输出光谱来探测。我们提出的方案提供了一个替代的方法来测量区域$Δ_K\ll Γ$的MKN和潜在的应用在设计低功耗的非线性器件的基础上的MKN。
2023-02-22 quant-ph
Intrinsic cross-Kerr nonlinearity in an optical cavity containing an interacting Bose-Einstein condensate
受驱动光腔中相互作用的雪茄形玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）由于与腔的光模相互作用而表现出固有的交叉克尔（CK）非线性。尽管CK耦合比辐射压力和原子-原子相互作用弱得多，但当激光泵浦强度足够强时，它会影响系统的双稳态行为。另一方面，CK非线性与原子-原子相互作用之间存在竞争，后者可以抵消前者的影响。此外，CK非线性导致BEC的Bogoliubov模式的有效频率以及系统的量子涨落通过增加腔驱动速率而增加。然而，在色散相互作用制度的CK非线性的影响是可以忽略的。此外，我们表明，通过增加原子碰撞的\textit{s}波散射频率，可以产生一个强的稳态正交压缩BEC的Bogoliubov模式。
2017-01-21 quant-ph
Light-shift-induced photonic nonlinearities
我们提出了一种新的方法来产生自和交叉克尔光子非线性，利用光诱导斯塔克位移由于腔模与原子的相互作用。所提出的实验装置比以前的方法简单得多，而用单个原子获得的非线性强度与基于电磁感应透明的设置相同。此外，我们的计划可以应用于工程师有效的光子非线性相互作用，其强度随着耦合到腔模的原子数的增加，导致光子-光子相互作用的几个数量级大于以前认为可能的。
2007-05-16 quant-ph
The critical Kerr non-linear optical cavity in the presence of internal loss and driving noise
本文从理论上分析了高功率连续波光场经临界克尔非线性腔（KNLC）反射后的噪声变换。我们的调查是基于严格的治疗在时域。因此，包括光腔内损耗和强经典驱动噪声的特定实验环境的现实条件可以为任何KNLC建模。我们表明，即使在光损耗和驱动噪声的存在下，可以实现相当大的压缩水平。我们发现，可实现的压缩水平是不受限制的驱动噪声，但完全由光损耗的量。当KNLC的工作点选择适当时，反射平均场的振幅正交压缩被获得。因此，KNLC可以提供被动的、纯光学的激光功率噪声降低，如[1]中的实验所示。我们将我们的模型应用到这个实验中，发现与测量的噪声谱很好的协议。
2011-09-26 quant-ph
Suppressing Cavity Frequency Noise Using a Kerr Nonlinearity
Kavli Institute of NanoScience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；Department of Electrical and Software Engineering, University of Calgary（卡尔加里大学电气与软件工程系）
该研究针对超导微波腔的频率噪声问题，利用克尔非线性的固有反馈机制，通过克尔锁定实现腔频率稳定，将波动降低近两个数量级，有望应用于多种量子相关系统。
2026-08-05 quant-ph
Kerr-induced nonreciprocal transparency and group delay in a hybrid cavity magnomechanical system
Ibnou Zohr University（伊本·佐赫尔大学）；Princess Nourah bint Abdulrahman University（公主努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学）；Umm Al-Qura University（乌姆古拉大学）；Mohammed V University in Rabat（拉巴特穆罕默德五世大学）；University of Bisha（比沙大学）
提出在包含两个YIG球和机械谐振器的混合腔磁力机械系统中，利用磁振子克尔非线性实现非互易透明、法诺共振和慢/快光。
2026-07-27 quant-ph
Nonreciprocal Unconventional Photon Blockade with Kerr Magnons
提出基于YIG球Kerr磁子非线性的腔-磁子系统，利用方向相关Kerr效应实现非互易非常规光子阻塞，并可通过参数不对称性切换互易与非互易状态。
2024-11-13 quant-ph
Engineering Giant Nonlinearities in Quantum Nanosystems
我们描述了一种方法，工程师巨非线性，探针测量非线性可观的，介观量子谐振器。这涉及到剪裁的一个简单的辅助系统的哈密顿扰动耦合到谐振器，并有可能工程的非线性范围很广，以高精度。我们给出了一些明确的例子，包括一个容易实现的双量子位辅助系统，它产生了x^4势和Chi^（3）（克尔）非线性，在微扰耦合中有效到五阶。
2009-08-06 quant-ph
Tunable multiphoton bundles emission in a Kerr-type two-photon Jaynes-Cummings model
本文提出在单原子-腔系统中集成Kerr非线性的双光子Jaynes-Cummings模型，通过增强能谱非谐性实现双光子和三光子阻塞及其可调转换，为全光开关和晶体管等量子器件提供新途径。
2024-09-03 quant-ph
Enhanced quantum thermometry near a dissipative phase transition in a driven Kerr cavity
School of Physical Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学培养协会物理科学学院）
该研究针对耦合热库的受驱耗散克尔腔，利用其耗散相变的有限尺寸前兆，通过优化相干驱动实现了温度估计量子费舍尔信息的显著增强，为电路量子电动力学平台的量子测温提供了可调资源。
2026-08-19 quant-ph
Adiabatic Fock state generation scheme using Kerr nonlinearity
我们提出了一个在克尔腔中通过驱动场强度的绝热变化和腔失谐量确定性地产生Fock态的理论方案。我们证明了产生$n$ -光子Fock态所需的时间是$n$的平方根。克尔系数相对于系统退相干率的要求提供作为所需的状态保真度的函数，表明该计划是潜在的实现与微波超导电路的现有技术水平。
2018-12-19 quant-ph
Theory of the magnon Kerr effect in cavity magnonics
我们发展了一个腔磁振子系统中的磁振子克尔效应理论，并利用它研究了这种混合系统中的双稳性.为了对双稳态现象有一个完整的了解，我们分析了驱动腔磁振子系统的两种不同情况，即，分别直接泵浦YIG球和腔。在这两种情况下，由于克尔效应的磁振子频移表现出类似的磁振子行为，但相应的临界功率不同。此外，我们展示了如何双稳态系统可以证明使用的腔的透射谱。我们的结果在宽参数范围内是有效的，推广了腔磁振子系统的双稳理论。
2019-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dynamics of an optomechanical system in the presence of Kerr-down conversion nonlinearity
本文从理论上研究了光机械腔中克尔下转换非线性晶体的非线性效应。对于这个系统，我们研究了两个非线性的影响，即，Kerr非线性和参量增益、振荡镜的动力学、透射光场的强度和压缩谱以及稳态镜场纠缠。我们表明，在与裸光机械腔相比，由于克尔非线性和腔内光子数的增加，由于增益介质的腔能量移位的组合可以增加的振荡镜的位移谱中的简正模分裂，并降低其有效温度。我们的工作表明，克尔非线性和下转换过程都增加了传输光场的压缩程度。此外，我们发现，在所考虑的系统中的机械和光学模式之间的纠缠度大大降低，因为在克尔介质的存在下的腔内光子数减少。
2013-03-05 quant-ph
Mesoscopic cavity quantum electrodynamics with phase-disordered emitters in a Kerr nonlinear resonator
本文利用碳化硅回音壁模式谐振器中的硅空位色心，通过光谱与空间无序及原位克尔非线性，在少发射体腔QED中实现涌现手性和四光子诱导的原子-光子关联，展示了固态缺陷系统研究量子电动力学基础物理的潜力。
2025-04-12 quant-ph
Dynamics of a movable micro-mirror in a nonlinear optical cavity
研究了非线性光学腔中可动镜（悬臂梁）的动力学问题。我们发现，一个$χ^{(3)}$介质与一个强的克尔非线性放置在一个腔中抑制正常模式分裂（NMS）由于光子阻塞机制。本研究表明，NMS可以作为一种工具来观察光子封锁效应。我们还发现，在克尔介质的存在下，可动镜的反作用冷却减少。
2009-09-20 quant-ph
Nonreciprocal Microwave-Optical Entanglement in Kerr-Modified Cavity Optomagnomechanics
本文提出利用 magnon Kerr 效应在腔光磁力学中产生并调控微波-光非互易纠缠，通过调节系统参数增强了多种纠缠对热噪声的鲁棒性，为跨微波与光波段的非互易量子器件设计开辟了道路。
2025-04-29 quant-ph
Dynamics of entropy and nonclassical properties of the state of a $Λ$-type three-level atom interacting with a single-mode cavity field with intensity-dependent coupling in a Kerr medium
本文研究了$` `$ Kerr介质中三能级原子与量子化单模光场的$"$依赖强度耦合相互作用。三能级原子被认为是在一个$Λ$型配置。在特定的初始条件下，这可能是准备的原子和场，整个系统的动力学状态矢量将显式地获得任意非线性函数$f(n)$与任何物理系统。然后，在估计了场熵随时间的变化之后，我们将研究引入态的量子统计以及一些非经典性质。在计算过程中，我们研究了依赖强度耦合、Kerr介质和失谐量对原子-场态矢量非经典性特征的深度和范围的影响。最后，我们将所得结果与$V$型三能级原子的结果进行了比较。
2014-07-26 quant-ph
Generation of squeezed Schrödinger cats in a tunable cavity filled with a Kerr medium
在这项工作中，我们分析了一个系统的时间动力学，该系统包括一个充满非线性克尔介质的光学腔，其频率允许在时间演化过程中发生变化。通过精确求解相应的含时非简谐振子哈密顿量，我们证明了在光腔内可以产生压缩相干态叠加。此外，我们还发现，通过适当地控制腔的频移，可以调节产生态的压缩程度，这一特性可能会在量子态工程领域引起有趣的研究。
2015-05-27 physics.optics quant-ph
Controlled-phase Gate using Dynamically Coupled Cavities and Optical Nonlinearities
我们提出了一种在近期可行的光子集成电路中使用体光学非线性在两个光子量子比特之间实现高保真确定性受控相位门的架构。该门通过使用强经典控制场将行进的连续模式光子转换成静止的腔模式来实现，该控制场动态地改变腔波导耦合率。该过程限制了Shapiro [J. Shapiro，Phys.Rev.A，73，2006]和Gea-Banacloche [J. Gea-Banacloche，Phys.Rev.A，81，2010]指出的保真度降低噪声。我们表明，高保真门可以实现与自相位调制在$χ^{\scriptscriptstyle(3)}$材料，以及二次谐波产生在$χ^{\scriptscriptstyle(2)}$材料。对于入射光子波包的固定持续时间，随着存储时间的增加，门保真度渐近地接近1。此外，动态耦合腔使得能够在由于损耗引起的误差和波包失真之间进行权衡，因为损耗不影响发射具有与入射光子相同形状的波包的能力。我们的数值计算结果表明，栅极与$99\%$保真度是可行的，在腔损耗使用铌酸锂$_3$或GaAs的短期改善。
2019-09-12 quant-ph
Magnon Kerr effect in a strongly coupled cavity-magnon system
我们在实验上证明了腔-磁振子系统中的磁振子克尔效应，其中小钇铁石榴石（YIG）球中的磁振子与三维腔中的光子强烈但色散地耦合。当YIG球被泵浦产生相当大的磁振子时，克尔效应产生腔的中心频率的可感知的偏移和磁振子模式的更可感知的偏移。本文导出了均匀磁化YIG球的磁振子频移与驱动功率之间的解析关系，发现它与Kittel模的实验结果非常吻合。我们的研究为探索腔-磁振子系统中的非线性效应铺平了道路。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnomechanical backaction corrections due to coupling to higher order Walker modes and Kerr nonlinearities
本文通过引入磁Kerr非线性和声子与高阶Walker模式耦合的修正，解释了磁力力学衰减率与标准模型的偏差，并在磁性球体中验证了模型与实验数据的高度吻合。
2023-04-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of atom-field interaction inside a nonlinear Kerr-like medium filled optical cavity
该研究推导了含类Kerr介质和斯塔克位移的腔中两二能级原子与双模场系统的含时薛定谔方程解析解，分析了场的非经典特性与原子纠缠，明确了非线性作用和斯塔克位移对量子关联的关键影响。
2025-03-21 quant-ph
Observation of magnon cross-Kerr effect in cavity magnonics
当存在一定的场不均匀性时，偏置亚铁磁晶体除了均匀旋进的Kittel模外，还将表现出高阶静磁（HMS）模。在腔磁振子学中，我们从实验和理论上证明了Kittel模和HMS模之间的交叉克尔型相互作用。当Kittel模式被驱动以产生一定数量的激励时，HMS模式显示相应的频移，反之亦然。交叉克尔效应是由这两个自旋波模式之间的交换相互作用引起的。利用交叉克尔效应，我们实现并集成了一个只有一个钇铁石榴石球的多模腔磁振子系统。我们的研究结果将为磁化动力学研究带来新的方法，并通过将静磁模-模相互作用作为操作自由度来为新型腔磁振子器件铺平道路。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Large amplitude mechanical coherent states and detection of weak nonlinearities in cavity optomechanics
本文研究腔光力学中利用大振幅机械相干态的相干演化作为灵敏探针，通过稳态多音调驱动和非平衡动力学策略探测弱机械非线性，可测量类Duffing非线性及量子引力有效修正。
2025-05-30 gr-qc quant-ph
Mechanical cooling in the bistable regime of a dissipative optomechanical cavity with a Kerr medium
研究含 Kerr 介质的耗散光机械腔双稳态及机械冷却，表明 Kerr 介质降低双稳态阈值，并可在室温或低温条件下实现高效冷却乃至接近基态。
2023-07-22 quant-ph
Rydberg-induced optical nonlinearities from a cold atomic ensemble trapped inside a cavity
实验研究了置于光腔中的冷原子介质在激发到里德伯态时的非线性光学响应。S和D里德堡能级的激发是通过EIT（电磁感应透明）配置中的双光子跃迁进行的，下跃迁上有弱（红色）探测光束，上跃迁上有强（蓝色）耦合光束。观察到的探测光束的S态诱导的光学非线性可以解释使用半经典模型与范德华相互作用。对于D态，似乎有必要考虑里德伯激发到长寿命的暗态的动力学衰减。我们表明，测量的非线性可以解释用里德伯气泡模型与动态衰减。
2016-02-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops
在高相干微波腔中实现的连续变量系统是量子信息处理的一个很有前途的平台。虽然需要强动态非线性相互作用来实现快速和高保真的量子操作，但静态腔非线性通常限制了玻色子量子纠错码的性能。在这里，我们研究的理论模型的非线性振荡器描述超导量子线路与非对称约瑟夫森结环。处理的非线性作为一个扰动，我们得到有效的哈密顿量使用Schriffl-Wolff变换。我们支持我们的分析结果与数值实验表明，有效的克尔型耦合可以取消高阶非线性的相互作用。这可以在仅支持三次和四次非线性的简化模型中更好地理解。我们的研究结果表明，立方相互作用允许增加线性和非线性操作的有效速率，而不会增加不希望的振荡器的非谐性，这是许多玻色子编码的关键。
2022-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cross-Kerr effect on an optomechanical system
本文研究了双色调光场驱动的光机系统中的交叉克尔效应。我们表明，在存在的CK效应，在腔中的平均光子数的波动行为变得更加强大的腔模式和控制场之间的频率失谐的波动。在实验可及的系统参数范围内，双稳态也可以转化为三稳态。此外，我们发现，光机械诱导透明的对称轮廓被打破，零吸收点移动的CK效应的存在。这种偏移可以用来测量CK效应的强度，并且可以采用非对称吸收轮廓来设计腔的高品质因数。
2016-03-03 quant-ph
Transverse-mode coupling in a Kerr medium
分析了光腔中克尔介质中的非线性横模耦合对双稳态和各种量子噪声抑制的影响。即使对于与腔模完全匹配的输入光束，非线性耦合也会在输出光束的波动中产生过量的噪声。强度压缩似乎是特别强大的模式耦合，而正交压缩更敏感。然而，它是可能的，找到一个模式的正交压缩不受耦合。
1998-01-23 quant-ph
Cavity quantum optomechanical nonlinearities and position measurement beyond the breakdown of the linearized approximation
本文提出一种非线性腔量子光力学理论框架，利用光学广义dyne检测获取机械位置信息，实现了超越线性化近似崩溃的位置测量，将推动量子计量与控制等领域发展。
2023-08-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
