Talbot-Lau interferometry with fullerenes: Sensitivity to inertial forces and vibrational dephasing
我们讨论了近场干涉仪中的物质波实验，并着重讨论了由于惯性力引起的失相现象。它们的存在可能导致所观察到的干涉对比度的显著降低，即使它们不会导致真正的退相干。我们提供了最重要的影响的定量估计，并通过实验证明了声振动的强烈影响。由于惯性力的影响越来越重要的干涉测量与更大质量的粒子，他们必须被识别和补偿在未来的实验。
2004-11-16 quant-ph
Time-frequency Talbot effect as Clifford operations on entangled time-frequency GKP states
Télécom Paris-LTCI, Institut Polytechnique de Paris（巴黎电信学院-LTCI，巴黎理工学院）；Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de physique de Nice（蔚蓝海岸大学，法国国家科学研究中心，尼斯物理研究所）
研究通过时间-频率域的塔尔博效应实现克利福德操作，分析其对纠缠时间-频率GKP态的逻辑基态影响，并探讨误差校正能力与门保真度的平衡。
2026-10-14 quant-ph
Measuring finite-range phase coherence in an optical lattice using Talbot interferometry
当前研究的重要目标之一是控制和操纵各种系统中的相干性，例如半导体自旋电子学，生物光合系统，超导量子比特和复杂原子网络。在过去的几十年里，原子和分子的干涉测量已被证明是探索相干性的有力工具。在这里，我们展示了一个近场干涉仪的基础上的塔尔博特效应，它允许测量有限范围的相位相干性的超冷原子在光晶格。我们应用这种干涉仪研究了一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体在量子猝灭后的相位相干性。我们的技术测量有限范围的相位相干性是通用的，易于采用，并可以应用于几乎所有的晶格实验，而无需进一步修改。
2017-08-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Matter-wave interferometry: towards antimatter interferometers
从一个基本的模型和完善它，以考虑到更现实的影响，我们讨论了物质波干涉术在不同的配置的局限性和优势。我们专注于将这种方法应用于涉及反物质（如正电子和正电子素原子）的场景的可能性。特别地，我们研究了具有材料光栅的Talbot-Lau干涉仪，并详细讨论了可能的实验验证的结果。
2015-09-01 quant-ph
Nanoparticle Interferometer by Throw and Catch
本文提出一种纳米粒子 Talbot-Lau 物质波干涉仪设计，通过模拟和初步实验验证其可观测 $10^6$ amu SiO$_2$ 粒子干涉条纹，并可扩展至 $10^8$ amu。
2024-05-08 quant-ph
Matter-wave interferometer for large molecules
我们展示了一个近场Talbot-Lau干涉仪的C-70富勒烯分子。这种干涉仪特别适合于较大的质量。利用三个周期为1微米的独立金光栅和一束横向非相干但速度选择的分子束，我们实现了40%的干涉条纹可见度和高计数率。高可见度和它的速度依赖性都与考虑分子与光栅的范德华相互作用的量子模拟很好地一致，并且与经典莫尔模型形成鲜明对比。
2002-02-26 quant-ph
Matter-wave interferometry with composite quantum objects
我们讨论了有机分子，团簇和纳米粒子的量子光学的现代发展-特别是近场物质波干涉测量的最新实现。相空间中统一的理论描述使我们能够在位置空间和时域中平等地描述量子干涉。为了建立物质波干涉仪作为一个通用的工具，它可以接受和解决各种纳米粒子，我们详细介绍了新的量子光学元件，如衍射光栅的物质和光，以及它们的吸收和色散与复杂材料的相互作用。本文介绍了Talbot-Lau干涉仪（TLI）、Kapitza-Dirac-Talbot-Lau干涉仪（KDTLI）和脉冲光栅干涉仪（OTIMA）作为研究复合物质量子波动性质的最先进的装置。这些实验定义了当前量子宏观干涉探测的质量和复杂性记录，它们为量子辅助计量学在物理化学和生物分子物理学中的应用开辟了新的途径。
2015-01-30 quant-ph
Concept of an ionizing time-domain matter-wave interferometer
本文讨论了时域全光电离物质波干涉仪的概念。拟议的装置旨在测试高质量团簇和分子的波动性质，它将使用相同的激光系统对广泛的原子进行新的精确实验。传播的粒子被三个脉冲的紫外激光束照射，该激光束通过有效的单光子吸收分离电子。光栅的周期可以小到80 nm，这使得冷原子的衍射角很宽，甚至对于非常大的原子团簇也可以实现紧凑的结构。考虑到粒子-光相互作用的相干和非相干部分，我们证明了物质波的相位和振幅调制的综合效应引起了Talbot-Lau干涉效应，其特征依赖于脉冲延迟时间。
2011-02-17 quant-ph
Atom interferometry using $δ$-kicked and finite duration pulse-sequences
研究了一种利用原子光学$δ$ -反冲转子中的量子共振获得大的臂间动量差的原子干涉仪。干涉仪可以潜在地测量塔尔博特时间（从中可以推导出$h/m$）、局部引力场，或者可以用作窄速度滤波器。我们提出了一个短脉冲极限的解析分析，和有限脉冲持续时间的数值研究。干涉仪的灵敏度提高了一个温和的违反短脉冲限制。非常简单的关系预测的最佳脉冲持续时间，和干涉仪的灵敏度。
2019-06-27 physics.atom-ph quant-ph
A momentum filter for atomic gas
我们提出并证明了一个动量过滤原子气体的基础上设计的Talbot-Lau干涉仪。它由两个相同的光学驻波脉冲组成，它们之间的延迟等于半塔尔博特时间的奇数倍。雪茄形凝聚体的一维动量宽度沿长度方向被迅速地净化到最小值，这对应于我们实验中禁闭阱的基态能量。我们发现理论分析和实验结果之间的良好协议。该滤波器对非凝聚态冷原子也是有效的，具有广泛的应用前景。
2013-06-13 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus quant-ph
The Superconducting Talbot Effect in Phased-Array Josephson Junctions
Tianjin University（天津大学）
本文提出超导Talbot效应，通过相控阵约瑟夫森结主动操控干涉图案，并利用游标尺阵列实现亚波长采样，从而提取费米波长，为量子材料诊断提供新框架。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
First observation of antimatter wave interference
1924年，路易·德布罗意引入了波粒二象性的概念：普朗克常量$h$将大质量粒子的动量$p$与其德布罗意波长$λ=h/p$联系起来。叠加原理是量子力学的主要假设之一;因此，衍射和干涉现象被预测并在越来越复杂的物体上观察到，从电子到中子和分子。除了早期的电子衍射实验，单电子双缝干涉的演示是一个非常抢手的结果。最初由理查德·费曼提出作为一个思想实验，它终于在1976年进行。几年后，正电子衍射首次被观测到。然而，迄今为止还没有在任何含有反物质的系统上进行类似的双缝实验。利用基于材料衍射光栅的周期放大Talbot-Lau干涉仪首次观测到了单正电子的物质波干涉。在8-14 keV的能量范围内的单个正电子从单色光束被检测到的高分辨率核乳胶。所观察到的能量依赖的条纹对比度证明了量子力学的起源检测到的周期性图案，并排除经典的投影效应。Talbot-Lau干涉仪非常适合于低强度反物质束所带来的实验挑战，并代表了测量中性反物质引力加速度的一个有前途的选择。
2018-08-28 physics.ins-det quant-ph
A three grating electron interferometer
本文报道了三光栅电子干涉仪条纹的观测结果。在6 keV到10 keV的低能量范围内观察到干涉条纹。记录的对比度高达25%，超过了经典的等效物莫尔偏折仪的最大对比度。这种干涉仪可以作为一个单独的光束马赫-曾德尔干涉仪的低能电子干涉实验。
2006-08-09 quant-ph
Ramsey-Bordé interferometer for electrons
提出了一种利用低强度双色激光脉冲作为分束器实现电子干涉仪的方案。分裂过程是基于Kapitza-Dirac效应的修正，它对具有特定初始动量的电子产生动量反冲。对Ramsey-Bordé位形的全干涉系统进行了理论分析。
2013-07-15 quant-ph
Observing Nonclassical Paths by Measuring Bohmian Velocities in Multi-Slit Interferometer with Electron
多缝干涉实验中的波函数叠加原理已被许多量子力学教科书所接受，但其表达式${ψ_{AB}} = {ψ_A} + {ψ_B}$并不严格成立。费曼路径积分中的非经典路径对多路径干涉效应提供了一种解释，可用于多缝干涉效应的定量分析。本文通过分析电子多缝干涉仪中非经典路径对玻姆速度的贡献，将玻姆力学中的量应用于多阶干涉的测量。结果表明，非经典路径效应会导致电子的玻姆速度出现$10^{-3}$的相对偏差，这种偏差可以通过类似于前人工作的弱测量观测到。
2016-10-27 quant-ph
Controlled dephasing of an electron interferometer with a path detector at equilibrium
通过“哪条路径”检测，电子的受控失相通常涉及将相干系统耦合到电流驱动的噪声源。然而，在这里，我们提出了一个几乎孤立的电子水坑在热平衡的情况下，强烈影响附近的电子干涉仪的相干性。此外，对于一定的平均电子占领的水坑，干涉仪表现出完全退相。这种强大的现象源于弗里德尔求和规则，它将系统的占用与其散射相联系起来。干涉仪打开了一扇窥视孤立电子池物理的窗口，否则无法进入。
2012-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
A compact electron matter wave interferometer for sensor technology
近年来，在相干自由电子的受控发射、引导和探测方面取得了显著进展。这些方法被应用于物质波干涉仪，导致高相位灵敏度和新的传感器技术，用于机械振动或电磁频率等移相影响。然而，以前的装置是大型实验室装置。对于未来的传感器应用或电子源的相干特性的测试，需要小型便携式干涉仪。在这里，我们展示了一个紧凑的双棱镜电子干涉仪，可用于移动应用。通过光束路径模拟对小尺寸的设计进行了优化。该干涉仪在放大前针尖与叠加面之间的长度仅为47 mm，可提供对比度高达42.7%的电子干涉图样。在50和150 Hz的两个移相频率的检测证明应用二阶相关和傅立叶分析的干涉数据。
2017-03-28 physics.ins-det quant-ph
A unified quantum random walk model for internal crystal effects in dynamical diffraction
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文学系）；Department of Physics, University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校物理系）；Department of Chemistry, University of Waterloo（滑铁卢大学化学系）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
本文提出一种统一的量子随机游走模型，用于模拟动态衍射中的各种内部晶体效应，如温度梯度和倾斜晶体面，为未来晶体干涉仪设计提供新方法。
2026-04-28 physics.app-ph physics.optics quant-ph
The Leggett-Garg inequality in electron interferometers
我们考虑电子马赫-曾德尔干涉仪中Leggett-Garg不等式的破坏。与早期的量子输运方案相比，这种设置有两个明显的优点：首先，所需的关联函数可以在没有时间分辨测量的情况下获得。其次，干涉仪的几何形状允许人们从理想的负测量值构造关联函数，这解决了Leggett-Garg不等式的非侵入性要求。我们讨论了这些想法的两种具体实现：第一种是在量子霍尔边缘通道中，第二种是在双量子点干涉仪中。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-modified quantum electron transport in multi-terminal devices and interferometers
该研究从理论层面探究腔介导电子跳迁对多端量子霍尔棒等器件输运的影响，分析电导、电流分布等，揭示其对有限尺寸系统量子磁输运及电子量子干涉效应的作用。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic Hong-Ou-Mandel interferometer for multi-mode entanglement detection
我们证明了在Hong-Ou-Mandel干涉仪中通过测量零频率电流关联可以检测到介观导体中电子的多模纠缠。通过这种方法，可以进一步建立两电子输入态形成纠缠的下界。我们的结果扩展了Burkard和Loss的工作[Phys. Rev. Lett. 91，087903（2003）]，并提供了一种方法来测试涉及轨道和自旋自由度的纠缠态的存在。
2008-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
An Electronic Mach-Zehnder Quantum Eraser
我们提出了一种电子量子擦除器，其中电子被注入到介观导体在量子霍尔制度。该导体是由一个双路干涉仪，这是一个电子模拟的光学马赫-曾德尔干涉仪，和量子点接触检测器电容耦合到干涉仪。虽然在干涉仪的输出电流的干扰示出被抑制的哪一个路径的信息，我们表明，哪一个路径的信息被擦除的干涉仪和检测器的输出引线之间的零频率互相关测量。我们还研究了一种改进的装置，在该装置中，探测器被替换为双光路干涉仪，我们表明，路径可重复性和联合探测的可见性可以以连续的方式进行控制，并满足纠缠电子的互补关系。
2006-07-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interactions in Electronic Mach-Zehnder Interferometers with Copropagating Edge Channels
我们研究了整数量子霍尔效应中利用共传播边缘态的Mach-Zehnder干涉仪有限偏压响应中的库仑相互作用。在这里，相互作用是特别重要的，因为边缘通道的相干耦合是由于共振机制，被破坏的非弹性过程。我们发现，相互作用产生的饱和，作为偏置电压的函数，周期平均的干涉仪电流，这引起了不寻常的功能，如负微分电导，增强的电流的可见性，和无界甚至发散的可见性的微分电导。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Scanning 2-Grating Free Electron Mach-Zehnder Interferometer
本文介绍了一种在透射电子显微镜上实现的双光栅自由电子马赫-曾德尔干涉仪。对称的二元相位光栅和聚光透镜系统在样品处形成两个空间分离的聚焦探针，可以在保持对准的同时进行扫描。这两条路径在第二光栅处发生干涉，从而在输出光束中产生相长干涉或相消干涉。该干涉仪具有许多显著的特点：可定位的探测光束，相对于光束宽度的大的路径间隔，路径之间的连续可调的相对相位，以及实时的相位信息。在这里，我们使用的电子干涉仪来测量的相对相移赋予电子探针的静电势以及演示的定量纳米级相位成像的聚苯乙烯乳胶纳米粒子。
2021-04-16 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Effect of electron-electron interactions on the propagation of ultrashort voltage pulses in a Mach-Zehnder interferometer
Université Grenoble Alpes, CEA, Grenoble INP, IRIG, PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、格勒诺布尔理工学院、IRIG、PHELIQS）；Université Grenoble Alpes, CNRS Grenoble, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心格勒诺布尔分部、格勒诺布尔理工学院、内尔研究所）
本文研究了电子-电子相互作用对马赫-曾德干涉仪中超短电压脉冲传播的影响，发现相互作用主要导致脉冲速度重整化，且干涉效应对相互作用具有鲁棒性。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Measuring Which-Path Information with Coupled Electronic Mach-Zehnder Interferometers
我们从理论上研究了一个广义的“哪条路径”的测量上的电子马赫-曾德尔干涉仪（MZI）通过库仑耦合到第二个电子MZI作为一个检测器。上下文值或广义本征值的使用使得能够精确构造对于来自可用漏极电流的任何测量强度有效的哪个路径算子平均值。上下文值的形式提供了关于正在执行的测量的直接物理洞察，提供了关于系统和检测器之间的相关强度、测量效率低下以及适当的背景去除的信息。我们发现，检测器干涉仪必须显示最大的类波行为，以最佳测量系统干涉仪中的类粒子的路径信息，证明系统和检测器之间的波粒互补性。我们还发现，量子擦除的程度，可以通过调节一个特定的检测器漏直接相关的测量的模糊性。最后，使用零频率互相关在特定系统漏极上调节哪个路径的平均值会产生条件平均值，由于量子干涉，这些条件平均值会变得非常大;这些条件平均值的弱耦合极限可以产生弱值和依赖于检测器的半弱值。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Distributions of electron waiting times in quantum-coherent conductors
电子等待时间的分布对表征介观结构中的量子输运是有用的。在这里，我们考虑一个通用的量子相干导体组成的介观散射体的两端设置。我们扩展早期的结果为单通道导体设置有几个（可能是自旋简并）导电通道，我们讨论了有限的电子温度的影响。我们提出了详细的调查电子等待时间在量子点接触，以及在两个介观干涉仪与能量依赖的传输：一个法布里-珀罗干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪。我们表明，等待时间分布使我们能够确定散射体的特征，例如，在法布里-珀罗干涉仪中的谐振能级的数量，有助于电子输运。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge Detection in a Closed-Loop Aharonov-Bohm Interferometer
我们报告的研究互补性的两端“闭环”Aharonov-Bohm干涉。在这种干涉仪中，不能应用双路干涉的简单图像。我们引入一个邻近量子点接触来探测插入干涉仪中的量子点中的电子。我们发现，电荷检测减少，但不完全抑制干扰，即使在完美的检测极限。我们把这种现象归因于闭环干涉仪的独特性质。也就是说，由于电子的多次反射，闭环干涉仪不能简单地被视为双路干涉仪。结果，在干涉仪中存在不可分辨的电子路径，并且即使在完全电荷检测的极限下干涉也存在。这意味着电荷检测不等同于闭环干涉仪中的路径检测。我们还讨论了相位刚性的传输概率的两端导体中存在的检测器。
2006-06-15 astro-ph cond-mat.mes-hall quant-ph
Three Mach Zehnder Interferometers Setup for Production and Observation of GHZ-entanglement of Electrons
我们提出了一种新的单步方案，用于产生三个单电子激发（飞行量子比特）的GHZ纠缠态。我们还提出了一种获得广义GHZ态的方法。我们的想法依赖于按需电子源和介观马赫-曾德尔干涉测量领域的最新进展。我们还提供了配方的明确检测GHZ状态通过相关性测量的输出，这意味着违反贝尔型不等式，这是广义的情况下，三个粒子。我们解释了如何可以实现这种测量的背景下，马赫-曾德尔干涉，并绘制了一个实际的原型设备，可以实现与点接触和金属栅极放置在GaAs样品上，在整数量子霍尔效应制度。
2014-03-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron Fabry-Perot interferometer with two entangled magnetic impurities
我们考虑一个一维（1D）的线，沿单传导电子可以传播的存在下，两个自旋1/2的磁性杂质。电子可以通过接触交换相互作用被每个杂质散射，因此通常在每个散射事件中发生自旋翻转。采用量子波导理论的方法，我们导出了电子-杂质交换耦合常数中各阶系统的定态。这使我们能够调查电子传输的任意初始状态的两个杂质自旋。结果表明，对于合适的电子波矢，杂质的三重态和单重态最大纠缠自旋态可以分别极大地抑制电子输运或使金属丝对任何电子自旋态完全透明.在后一种情况下，总是可以找到一个共振条件，代表一个异常的行为相比，典型的退相干引起的磁性杂质。我们提供了一个解释这些现象的哈密顿对称性。最后，提出了利用电子散射产生两种杂质最大纠缠自旋态的方案。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coulomb and exchange interaction effects on the exact two-electron dynamics in the Hong-Ou-Mandel interferometer based on Hall edge states
整数量子霍尔机制下的电子Hong-Ou-Mandel干涉仪是研究载流子间量子关联建立的理想系统，已被提出作为量子计算门的可行平台。利用分步傅里叶方法的并行实现，我们模拟了两个相互作用的费米子波包碰撞量子点接触的反聚束。精确的方法的数值结果进行了比较与简化的理论模型的基础上一维散射形式主义。我们表明，对于一个现实的几何形状，库仑排斥占主导地位的交换能量，这种效果强烈依赖于粒子的能量加宽。我们解析地定义了量子点接触两个区域之间的空间纠缠，并定量地得到了它的纠缠产生能力。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intrinsic coherence dynamics and phase localization in Aharonov-Bohm Interferometers
利用双点Aharonov-Bohm干涉仪研究了量子输运过程中电子相干性的非平衡实时动力学。通过求解精确的主方程，得到器件的精确量子态，并由此得到了非平衡输运过程中电子相干性随磁通量的变化.我们发现，对于所有不同的磁通量，双点的两个电荷态之间的相对相位都局限于$\fracπ{2}$或$-\fracπ{2}$。这种非平凡的相位局域化过程可以表现在可测量的占据数上。
2010-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
