Transverse Mode Revival of a Light-Compensated Quantum Memory
利用偶极阱中的光补偿冷$^{87}$ Rb原子实现了长寿命量子存储。在补偿激光束的帮助下，量子存储器的寿命提高了40倍，从0.67 ms提高到28 ms。通过蒙特卡罗模拟，我们清楚地观察到了由于单激发自旋波的横模呼吸而引起的存储效率的振荡。该实验对冷原子系综中自旋波的退相干过程进行了详细的分析，为进一步发展高质量的量子存储器提供了基准。
2010-12-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Dynamical revival of phase coherence in a many-boson system
研究了双势阱中冷玻色原子的量子动力学。结果表明，自陷，以及人口振荡是常见的现象与非线性相互作用。对于较大的$U/t$，多粒子隧穿被阻尼，量子动力学由单粒子隧穿主导。截断Fock空间可以有效地描述多体系统。它在时间演化过程中表现出相干-退相干振荡。我们预言了在超流-莫特绝缘体相边界附近的区域中，光晶格中物质波场的动力学恢复和坍缩的新现象。
2011-12-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics of a stored Zeeman coherence grating in an external magnetic field
研究了在外加磁场作用下，铯原子冷样品中产生的塞曼相干光栅的演化。光栅创建在一个三光束光存储配置使用两个准共线的写入激光脉冲和读取后，一个可变的时间延迟的反向传播脉冲。由原子样品产生的相位共轭脉冲被监测。对于不同偏振的激光束和不同方向的外加磁场，观察到了恢复脉冲的崩溃和恢复。虽然磁场的不均匀性是负责的相干原子响应的衰减，五倍增加的相干衰减时间，相对于没有施加的磁场，获得适当的选择所施加的磁场的方向。一个简化的理论模型说明了磁场平均值和它的不均匀性对集体原子响应的作用。
2010-05-03 quant-ph
Coherent and Dynamic Beam Splitting based on Light Storage in Cold Atoms
我们提出了一种基于冷原子光存储的相干动态分束器。输入的弱激光脉冲首先通过电磁感应透明（EIT）存储在冷原子系综中。一组反向传播的控制场，在稍后的时间应用，检索存储的脉冲到两个输出空间模式。两个输出脉冲之间的高可见度干涉清楚地表明光束分裂过程是相干的。此外，通过操纵控制激光器，可以动态地控制输出脉冲的存储时间、功率分配比、相对相位和光频率。在这项工作中展示的有源分束器预计将显着减少光子量子信息和全光信息处理中的资源需求，因为单个冷原子系综可以在功能上取代各种光学元件，包括分束器，反射镜，移相器和光量子存储器。
2016-07-13 quant-ph
Suppression of dark-state polariton collapses in cold-atom quantum memory
本研究针对冷原子量子存储器中暗态极化激元崩塌限制存储时间灵活性的问题，通过原子极化与控制光失谐优化抑制崩塌，实现了超400微秒的任意时间可用存储，时长较消磁方案提升十倍。
2023-08-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Synchronized resistance to inhomogeneous magnetic field-induced dephasing of an image stored in a cold atomic ensemble
任意横模的长寿命存储对于建立高信道容量的量子网络具有重要意义。大多数开创性的工作都集中在原子扩散上，因为原子扩散对基于原子的存储器中检索到的模式具有主导影响。在这项工作中，我们证明了原子在非均匀磁场中的非同步拉莫尔进动主导了存储在基于冷原子的存储器中的图案的失真。我们发现这种畸变效应可以通过施加强的均匀极化磁场来消除。通过制备磁不敏感态的原子，消除了不同自旋波分量之间的相消干涉，使存储的局域图案在单个自旋波分量中进一步同步，从而显著提高了图案的长时间保持能力.这一结果对于研究存储和高维量子网络中的横向多模退相干具有重要的意义。
2021-02-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Off-axis retrieval of orbital angular momentum of light stored in cold atoms
本文报道了冷铯原子系综中拉盖尔-高斯模光的轨道角动量（OAM）的存储及其沿与入射光束不同的轴的恢复。我们采用时间延迟的四波混频配置，以证明在小角度（2 o），存储后，检索光束携带相同的OAM作为输入光束中编码的一个。基于拉盖尔-高斯基的模式分解的计算与在小角度值下进行的实验观察是一致的。然而，计算表明，OAM检索将丢失在较大的角度，降低这样的存储-检索过程的保真度。此外，我们还观察到，通过施加一个外部磁场的原子系综检索OAM呈现拉莫尔振荡，展示了其操纵和离轴检索的可能性。
2014-09-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Single-Photon Generation from Stored Excitation in an Atomic Ensemble
通过Duan等人的方案[Nature \textbf{414}，413（2001）]从冷Cs原子系综产生单光子。以来自852 nm处的场1的初始检测为条件，以受控方式从存储在原子系综内的激发产生894 nm处的场2中的光子。场2的单量子特性通过柯西-施瓦茨不等式的违反来证明，即$w(1_{2},1_{2}|1_{1})=0.24\pm 0.05\ngeq 1$，其中$w(1_{2},1_{2}|1_{1})$描述了以初始检测$1_{1}$为条件的两个事件$(1_{2},1_{2})$的检测，其中$w\to 0$用于单光子。
2004-01-24 quant-ph
Quantum reflection of single photons in a cold Rydberg atomic gas
提出并分析了一种利用电磁诱导透明实现单光子在冷里德伯原子气体中的量子反射的方案，该方案利用存储的门光子制备了一个深的、可调的吸引势阱.这种方案有望用于色散型单光子开关的设计，并可作为同时观察光子波粒性质的量子器件。
2022-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Controlled transport of stored light
对量子信息的可控操纵、存储和检索是量子通信和计算的基础。以冷原子样品为存储介质实现的光量子存储器，以其高存储效率和寿命而突出。我们证明了在这样的存储系统中，超过1：2 mm的存储光的受控传输，并表明传输过程及其动态对存储的相干性只有很小的影响。将所提出的概念扩展到更长的传输距离并增加存储部分的数量将允许开发新型量子设备，例如光学赛道存储器或光学量子寄存器。
2020-10-14 physics.atom-ph quant-ph
Hybrid Topological Quantum Computation with Majorana Fermions: A Cold Atom Setup
在本文中，我们提出了一个混合方案的拓扑量子计算中的一个系统的冷原子被困在一个原子晶格。一个拓扑量子比特子空间的定义使用马约拉纳费米子出现在一个网络的原子Kitaev一维线。我们展示了如何编织可以有效地实现在这种设置，并提出了一种直接的方法来证明非阿贝尔性质的马约拉纳费米子通过一个单一的奇偶测量。然后，我们介绍了一个建议的有效的，鲁棒的和可逆的映射的拓扑量子比特到一个传统的量子比特存储在一个单一的原子。在那里，可以使用控制良好的标准技术来实现通用计算所需的缺失门。我们的设置补充了一个有效的非破坏性协议，以检查映射中的错误。
2014-01-15 quant-ph
Multimode image memory based on a cold atomic ensemble
量子存储器是构成量子网络的关键组成部分之一，因此在单光子水平上存储光是实现量子网络的重要步骤。以高维状态编码的光子可以显著增加光子可以携带的信息容量。此外，在量子通信和计算中，具有存储多个光学模式的能力的量子存储器在速度和鲁棒性方面优于单模存储器。到目前为止，在单光子水平上实现多模图像的存储和检索还未见报道。在这里，我们给出了第一个实验证明，我们最好的知识，在单光子水平的两个空间探测场，每个印迹一个实像，可以存储和检索相当大的可见性和相似性，通过电磁诱导透明冷原子系综。多模量子图像存储器的实现将向高维量子网络迈进。
2013-02-23 quant-ph
Spatially-resolved control of fictitious magnetic fields in a cold atomic ensemble
原子-光子相互作用的有效和不受限制的工程需要对光束进行精确的空间分辨控制。这种操纵的巨大潜力在于从固态到原子物理学的一系列学科。在这里，我们使用一个塞曼的形状激光束的ac-Stark位移进行旋转的自旋与空间分辨率在一个大的冷铷原子系综。我们发现，光强度的不均匀性是主要的来源，从而退相干，但与适当的光束成形这种有害的影响被强烈减轻允许旋转15拉德在一个自旋进动寿命。最后，作为一个特殊的例子，我们的计划启用的复杂的操作，我们证明了一系列的自由感应衰减信号的闪烁和复兴行为的原子系综上的印记梳状图案。
2018-02-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Observation of $\mathcal{PT}$-symmetric quantum coherence in a single ion system
宇称时间（$\mathcal{PT}$）对称系统，其特征在于实本征值，尽管其非厄米性质，已被广泛用于实现奇异的功能，在经典领域，如损失诱导透明或激光复兴。通过接近例外点（EP）或本征值和本征态的合并，非常规效应也有望在纯量子$\mathcal{PT}$器件中出现。在这里，我们报告的实验证据的自发$\mathcal{PT}$对称性破缺在一个单一的冷$^{40}\mathrm{Ca}^{+}$离子，更重要的是，一个违反直觉的效果，完美的量子相干性发生在EP。实验结果和理论预测之间的良好协议被确定。鉴于冷离子在构建量子存储器或处理器中的多功能作用，我们的实验为探索和利用纯量子EP效应提供了一个新的平台，并在囚禁离子的量子工程中具有多种应用。
2020-12-14 quant-ph
A nanoparticle stored with an atomic ion in a linear Paul trap
该研究通过双频电压在同一线性保罗陷阱中同时约束电荷-质量差异极大的纳米粒子和原子离子，为实现不同带电粒子的可控相互作用提供了新方法。
2025-11-26 quant-ph
Photonic quantum state transfer between a cold atomic gas and a crystal
连接根本不同的量子系统是构建未来混合量子网络的关键。这种异构网络提供了优越的能力相比，他们的同类同行，因为他们合并在一个单一的网络架构不同的量子节点的个别优势。然而，由于高的基础和技术挑战，其中涉及例如界面光子的波长和带宽匹配，仅对光学混合互连进行了非常少的研究。在这里，我们报告了第一个光量子互连两个不同的物质量子系统与光子存储能力。利用级联量子频率转换技术，我们证明了一个量子态可以在冷原子系综和稀土掺杂晶体之间通过一个通信波长的单光子忠实地转移。我们首先证明了冷原子系综中光子与单个集体自旋激发之间的量子关联可以转移到固态系统中。我们还表明，在冷原子系综中产生的单光子时间仓量子比特可以转换，存储和检索的晶体与条件量子比特保真度超过$85\%$。我们的研究结果为光学连接具有不同能力的量子节点开辟了前景，并代表了实现大规模混合量子网络的重要一步。
2018-07-13 quant-ph
Controllably releasing long-lived quantum memory for photonic polarization qubit into multiple separate photonic channels
我们报告了一个实验，其中长寿命的光子偏振量子比特（PPQ）的量子存储器可控地释放到多个单独的通道中的任何一个。该方案利用单光子水平上任意偏振的相干信号光脉冲实现多光子量子点，并利用电磁感应透明机制将其存储在冷原子中。读取激光脉冲沿着与量子轴成小角度的方向传播，以将存储的PPQ释放到输出通道中。通过改变读取激光束的传播方向，我们可控地将获取的PPQ分别释放到7个不同的光子输出通道中。在其中一个输出通道上，在存储时间t= 0.85ms时，测得的PPQ的最大量子过程保真度为94.2%。在存储时间为6 ms时，量子过程保真度仍然超过78%，这是违反贝尔不等式的阈值。所展示的所存储的PPQ的可控释放可以扩展量子信息存储技术的能力。
2016-06-07 quant-ph
Demonstration of a memory for tightly guided light in an optical nanofiber
我们报道了在光被严格限制在横向的情况下，慢光和相干存储的实验观察。通过将锥形光学介质与冷原子系综连接，观察到电磁诱导透明，并且单光子水平的光脉冲以（10 +/-0.5）%的总效率存储在原子介质中并从原子介质中取回。塌陷和复苏可以通过外加磁场来控制。我们的结果基于亚衍射限制光模通过强倏逝场与原子相互作用，展示了自由空间聚焦的替代方案和全光纤量子网络中信息存储的新能力。
2015-05-11 physics.optics quant-ph
Storing High-Dimensional Quantum States in a Cold Atomic Ensemble
量子信息在光子、信息载体和量子存储器之间的高保真、可靠的可逆传递是实现远距离量子通信和量子网络的前提。将光子编码成更高维度的状态可以显着提高它们的信息承载能力和网络容量。此外，大字母表量子密钥分发提供了更安全的信息流。量子存储器已经在不同的物理系统中实现，如原子系综和固体系统等，但迄今为止，所有量子存储器仅实现对存在于例如由正交偏振跨越的二维空间中的光子的存储和检索，因此仅量子比特可以存储在那里。在这里，我们报告的第一个实验实现的量子存储器存储的光子生活在一个三维空间跨越轨道角动量通过电磁诱导透明的冷原子系综。利用4-f成像系统，实验重建了存储过程密度矩阵，其保真度为85.3%。高保真度存储高维量子态的能力对于构建高维量子网络来说非常有前途。
2013-10-11 quant-ph
Observation of optical filtering effects with four-wave mixing in a cold atomic ensemble
我们在冷原子气体的四波混频（FWM）过程中观察到了光学滤波效应。产生的光场脉冲边缘出现边峰，边峰在原子介质中无吸收地传播。理论分析表明，这些侧峰对应于产生信号脉冲的高频部分，说明原子不能及时响应电磁场的快速变化。相反，所产生的信号的低频分量在通过原子的传输期间被吸收。此外，我们还从实验上证明了利用原子系综中的拉曼跃迁可以存储后向边峰，并在以后恢复。
2014-10-30 physics.optics quant-ph
Experimental realization of a Rydberg optical Feshbach resonance in a quantum many-body system
超冷原子气体中的费什巴赫共振导致了原子物理学中一些最重要的进展。它们不仅能够在BEC-BCS交叉机制中进行开创性的工作[1]，而且还广泛用于超冷分子的缔合[2]，导致形成分子玻色-爱因斯坦凝聚体[3，4]和超冷偶极分子系统[5]。在这里，我们演示了使用超远程里德伯分子的光学费什巴赫共振的实验实现[6]。我们通过调整淬火成深光晶格的量子多体系统的恢复时间来展示它们的实际用途。我们的研究结果为里德伯光学费什巴赫共振开辟了许多应用，因为超长程里德伯分子对几乎所有的原子种类都有丰富的可用共振。其中最有趣的前景是通过耦合到三聚体和四聚体分子状态来实现真正的三体和四体相互作用[7]。
2017-12-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dissipation-engineered dual-charger quantum batteries
Dalian University of Technology（大连理工大学）；Henan Normal University（河南师范大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Southwest Jiaotong University（西南交通大学）
该研究提出耗散工程双充电器量子电池架构，利用非平衡耗散稳定存储能量，实现存储能量和功熵随能级线性缩放，为稳定可扩展量子能量存储提供新策略。
2026-08-11 quant-ph
Certification of high-dimensional entanglement and Einstein-Podolsky-Rosen steering with cold atomic quantum memory
结构化、高维纠缠态的出现为量子成像、信息处理和量子密钥分发带来了新的可能性。利用熵EPR操纵不等式，我们在量子存储系统中实验产生并表征了一个空间纠缠态，得到了$1.06\pm0.15$比特的真正违反，并证明了至少$0.70\pm0.15$ ebits的纠缠形成.最高的熵证人证明了广泛的实验可用的状态，给出了在嘈杂的系统或有损耗的量子信道的EPR转向应用的前景。
2019-03-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Feasibility of a quantum memory for continuous variables based on trapped ions
我们建议使用大量的冷囚禁离子云作为量子光学和量子信息实验的介质。相反，最近实现的量子比特操纵的基础上，一个小数目的捕获和冷却的离子，我们研究的情况下，陷阱包含一个宏观数量的离子。我们特别考虑的实现的量子信息存储在连续变量的量子存储器，并研究了相关的物理参数对系统的预期性能的影响。
2006-07-08 quant-ph
Dipole Blockade and Quantum Information Processing in Mesoscopic Atomic Ensembles
我们描述了一种操纵存储在介观系综集体态中的量子信息的技术。量子处理是通过光激发到具有强偶极-偶极相互作用的状态来完成的。由此产生的“偶极阻断”可以用来抑制跃迁到除了单激发集体状态之外的所有状态。这可以用于集体原子自旋态以及非经典光子态的受控生成，以及用于可扩展的量子逻辑门。一个例子涉及冷里德伯气体进行了分析。
2000-11-07 quant-ph
Storage and control of optical photons using Rydberg polaritons
我们利用微波场来控制储存在冷原子云中的可见光子的量子态。光子存储在高度激发的集体态（里德伯极化激元）中，从而实现快速量子比特旋转和光子-光子相互作用的控制。通过这些赝自旋旋转的集体读出，它表明，微波场修改的极化激元之间的长程相互作用。这种技术提供了一个强大的微波和光学域之间的接口，在量子模拟的自旋液体，量子精密测量和量子网络的应用。
2012-12-22 physics.atom-ph quant-ph
Light pulse in $Λ$-type cold atomic gases
通过直接模拟动力学方程和研究色散关系，研究了在两束等强度反向传播的控制光作用下，光脉冲在$Lambda$型冷原子气体中的行为.我们的分析表明，依赖于存储的波包的长度$L_0$和地自旋相干的衰减率$γ$，重建的光可以表现出不同的行为。对于长的$L_0$和/或大的$γ$，产生稳定的光脉冲，而对于短的$L_0$和/或小的$γ$，出现两个传播的光脉冲。在$γ\to 0$极限中，光总是分裂成两个传播脉冲足够长的时间。这与最近的一个实验[Y. W.Lin等人，物理修订信函102，213601（2009）]，其中在激光冷却的冷原子系综中产生两个传播光脉冲。
2010-03-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
A Deterministic and Storable Single-Photon Source Based on Quantum Memory
用冷原子系综（$^{87}$ Rb原子）实现单光子源。在实验中，最初存储在由激光脉冲的拉曼散射产生的原子量子存储器中的单光子可以在受控的时间延迟下确定性地发射。结果表明，在保持单光子质量不变的情况下，反馈电路可以显著提高单光子的产生率。因此，我们目前的单光子源是非常适合于未来大规模实现量子通信和线性光量子计算。
2006-07-05 quant-ph
Storage enhanced nonlinearities in a cold atomic Rydberg ensemble
电磁感应透明（EIT）与里德伯原子之间的非线性相互作用的结合提供了光子之间的有效相互作用。在本文中，我们研究了冷原子系综中作为集体里德伯原子激发的光脉冲的存储。通过测量存储的里德伯极化激元的动力学，我们实验证明，存储探测脉冲作为里德伯极化激元强烈增强里德伯介导的相互作用相比，慢传播的情况下。我们表明，该过程的特点是由两个时间尺度。在短的存储时间，我们观察到一个强大的增强的相互作用，由于减少的里德伯极化激元群速度下降到零。对于较长的存储时间，我们观察到一个进一步的，较弱的增强占主导地位的里德堡诱导的多粒子组件的状态的退相。在这个制度下，我们观察到的里德伯极化激元相干时间与输入光子数的非线性依赖。我们的研究结果在里德伯量子光学有直接的后果，并使强相互作用里德伯系统的新理论的测试。
2016-09-26 physics.atom-ph quant-ph
Efficient quantum memory for heralded single photons generated by cavity-enhanced spontaneous parametric downconversion
我们将自发参量下转换（SPDC）晶体和冷原子系综连接起来，通过偏振编码的单光子量子比特实现了高效的量子存储。具体地说，窄带预示单光子从腔增强SPDC源存储使用冷原子系综，与~70%的存储和检索效率和~10 $μ$ s的存储时间在50%的效率。为了防止存储后的退化，我们还操纵单光子波的轮廓，使恢复的非经典性质的单光子被保存。另一方面，双轨存储用于存储偏振编码的量子比特，存储后飞行量子比特的校正保真度达到~ 97%。这些结果为大规模量子网络铺平了道路。
2020-11-30 physics.atom-ph quant-ph
Storage and retrieval of a light in telecomband in a cold atomic ensemble
电信光子由于其在光纤中较低的传输损耗而成为基于光纤的量子网络中合适的信息载体。由于缺乏合适的原子系统，连接不同存储器的光子通常在近红外波段，因此需要对光子在远红外波段的频率进行转换，以实现原子存储器与光子载体的接口。为了实现这一点，必须考虑两个原子或其他系统来实现频率转换，此外，还需要一个原子系统作为存储介质。因此，在远传波段存储光子的能力是一个有趣和令人兴奋的话题。在这项工作中，我们给出了第一个实验证明的原则，存储在远动波段的光。在冷原子系综中，通过倒Y组态，电信光被直接存储，然后通过两个非线性过程被提取，因此不需要其他方案中存储器和光子之间的接口。我们相信我们的工作可能为长距离量子通信开辟一条新的途径。
2012-10-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Nonvolatile optical memory via recoil-induced resonance in a pure two-level system
我们报道了在一个纯的冷铯原子二能级系统中，通过反冲共振现象实现光的存储。利用强耦合光和弱探测光通过双光子拉曼相互作用耦合铯原子的不同外动量态，从而实现探测光的光学信息存储。我们还测量了探针的透射光谱，以及光存储光谱，揭示了非常窄的亚自然共振特性，显示吸收和增益。我们已经证明，这种存储器呈现出对读取过程不敏感的独特性质，这不会破坏所存储的信息，从而导致存储器寿命仅受原子热运动的限制。
2016-12-14 quant-ph
Quantum Reflections of Nonlocal Optical Solitons in a Cold Rydberg Atomic Gas
量子反射是指在没有经典转折点的情况下反射概率不为零。由于其基础性、有趣的物理性质和潜在的实际应用价值，人们对这类反射现象给予了极大的关注。本文提出了一种利用色散区的电磁感应透明实现非局域非线性光束在冷里德伯原子气体中的量子反射的方案。基于里德伯原子之间的长程相互作用，我们发现该系统支持低功率的非局域光孤子。这种非局域孤子可以显示反射，捕获和传输之间的急剧转变时，由存储在另一个里德堡态的门光子产生的线性吸引势散射。与以往研究的常规物理系统不同，Rydberg原子气体中非局域光孤子的量子反射表现出有趣的反常行为，可以通过调节探测光场的入射速度和强度以及Rydberg原子气体固有的Kerr非线性的非局域性来主动调控.所得结果不仅对发展里德伯非线性光学有重要意义，而且对表征里德伯气体的物理性质和设计新型的非线性光学器件也有一定的帮助。
2020-05-20 nlin.PS physics.atom-ph physics.optics
Interfacing a two-photon NOON state with an atomic quantum memory
多光子纠缠态在量子信息的保密通信、可扩展计算、高精度量子精密测量等应用中起着至关重要的作用。纠缠态的量子存储器是量子中继器的关键组成部分，是实现量子通信不可缺少的器件。存储单个光子或纠缠光子已经通过不同的协议实现。然而，目前还没有报道证明多光子态是否可以存储在任何物理系统中。在这里，我们报告的实验存储的双光子NOON态的冷原子系综。存储前后测量的量子干涉清楚地表明，双光子NOON态的性质在存储期间被保留。我们的实验完成了存储多光子纠缠态的第一步。
2017-01-12 quant-ph
Light storage based on four-wave mixing and electromagnetically induced transparency in cold atoms
我们在冷原子系综中进行了一个实验，观察了通过双λ组态离轴四波混频（FWM）过程产生的探测光场和闲频光场的存储。详细分析了其物理基础，发现在泵浦光没有单光子失谐的情况下，恢复的闲频光场来自两部分：第一部分来自原子的集体自旋（输入探测光场、耦合光场和泵浦光场通过四波混频产生闲频光场，然后通过电磁感应透明存储闲频光场）;第二部分来自于在恢复过程中产生的新的四波混频过程（恢复的探测场、耦合场和泵浦场组合以产生新的四波混频信号）。如果抽运光脉冲存在单光子失谐，则回收的闲频光主要来自第二部分。当外加均匀磁场时，两个场呈现出相同振荡周期的阻尼振荡，这是由Larmor自旋进动引起的。我们还首次实验性地实现了四波混频光图像的存储和检索。其中，图像被添加到输入信号中。在存储之后，恢复的闲频光束和输入信号携带相同的图像。这种图像存储技术在图像处理、遥感和量子通信等领域有着广阔的应用前景。
2013-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Pulse pair generation from coherently prepared atomic ensembles
本文详细研究了冷原子系综中相干光栅读出过程中脉冲对的产生。的脉冲形状和分裂的两个脉冲之间的检索的能量作为两个读取字段的相对强度的函数进行了研究，并观察到一个最小值的总检索的能量。我们介绍了一个简化的分析理论的过程中，考虑一个三能级原子系统，它解释了所有最引人注目的实验功能。
2010-08-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum feedback control of atomic ensembles and spinor Bose-Einstein condensates
冷原子系综和旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）是量子存储器的潜在候选者，因为它们具有长的相干时间并且可以相干控制。与量子存储器的大多数候选者是真正的或有效的单粒子系统不同，在原子系综中，量子信息被存储为涉及非常大量原子的自旋相干态。使用这种系综的典型任务是将状态驱动到特定的量子态。虽然这样的量子控制方法对于量子比特系统来说已经发展得很好，但是将量子控制方法扩展到多粒子的情况是一项重要的任务。本工作的目标是确定性地引导原子系综的任意态到所需的自旋相干态。为此，我们使用随机稳定性理论，量子滤波定理和相衬成像设计我们的控制律。我们应用我们的控制律不同的轴，并表明它是可能的操纵原子到不同的目标状态。
2016-09-01 quant-ph
Strongly non-linear interaction between non-classical light and a blockaded Rydberg atomic ensemble
该研究利用里德堡原子偶极阻塞和电磁诱导透明存储 DLCZ 非经典光，观测到存储效率下降与 $g^{(2)}(0)$ 降低，实现非经典输入光的单光子滤波。
2023-09-28 quant-ph
Long lifetime and high-fidelity quantum memory of photonic polarization qubit by lifting Zeeman degeneracy
光子偏振量子比特（PPQ）的长寿命高保真存储是构建量子网络的关键。本文提出了一种基于EIT的毫秒级存储系统，在该系统中，在冷原子云上施加一个中等强度的磁场，以提升塞曼简并度。PPQ状态被存储为两个磁场不敏感的自旋波。特别是，几乎完全避免了磁场敏感自旋波对存储性能的影响。在200 μ s和4.5 ms时，测量的偏振态的平均偏振度分别为98.6%和78.4%。
2013-08-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Storage of orbital angular momenta of light via coherent population oscillation
本文报道了冷铯原子中相干布居振荡现象对光的轨道角动量的存储。实验是使用延迟四波混频配置进行的，其中携带OAM的探测场的横向光学信息与其方位角相位依赖性存储在铯$D_{2}$线的超精细跃迁$F=3\rightarrow F^{\prime}=2$的塞曼子能级的CPO中。我们还证明了实验的同时存储和检索不同的OAM状态沿空间中的不同方向传播，导致代数运算与OAM，因此打开复用OAM状态的可能性。
2015-05-25 physics.optics quant-ph
Quantum Storage of Orbital Angular Momentum Entanglement in an Atomic Ensemble
构建光子纠缠的量子存储器是实现量子通信和网络的关键。除了可以实现高信道容量的通信外，高维空间的纠缠光子在量子信息和基础物理领域中有着广泛的应用，因此备受关注。二维空间中的纠缠光子已经被存储在不同的系统中，但在高维空间中的纠缠光子对的存储还未见报道。在这里，我们报告的第一个实验实现存储的纠缠轨道角动量（OAM）状态通过一个远离共振双光子跃迁（FORTPT）在冷原子系综。我们在二维子空间中重建了一个后选择的OAM纠缠态的矩阵密度，保真度为90.3% ± 0.8%，在程序存储时间后得到Clauser，Horne，Shimony和Holt不等式参数S = 2.41 ± 0.06.所有结果都清楚地显示了在储存期间缠结的保持。此外，我们还首次实现了利用FortPT存储真实的单光子。
2014-04-02 quant-ph
Strong Chaos of Fast Scrambling Yields Order: Emergence of Decoupled Quantum Information Capsules
黑洞蒸发过程中的信息丢失问题是黑洞物理学的基本问题之一。这一问题的解决需要对量子系统中的信息存储机制有更深刻的理解。在这封信中，我们认为，当多个未知参数存储在大纠缠量子点，在高温极限下快速置乱产生的强混沌产生一个有序的信息存储结构与解耦的量子信息胶囊（QIC）。在量子费舍尔信息度规中出现了转动等距性。这种等距性有望在未来的纯纠缠态冷原子实验中观察到。我们提供了一个黑洞蒸发的QIC推测。
2019-07-08 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Storage and release of subradiant excitations in a dense atomic cloud
我们报道了在尺寸小于跃迁波长的体积中，在Dicke区附近工作的大量冷$^{87}$ Rb原子的稠密系综中观测到的亚辐射。我们验证了原子数是唯一的协同性参数控制亚辐射。我们探讨了多体机制的动力学，并支持多激发次辐射态是由独立衰变的单激发态叠加而成的这一观点。此外，我们实现了一个实验程序，以释放存储在长寿命模式的光脉冲的激发。该技术是实现基于亚辐射的定制光存储的第一步。
2020-12-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum interface between frequency-uncorrelated down-converted entanglement and atomic-ensemble quantum memory
光子纠缠源和量子存储器是线性光量子计算和长距离量子通信的两个基本组成部分。在过去的几十年里，人们对量子纠缠进行了深入的研究，并取得了显著的进展，特别是基于自发参量下转换（SPDC）纠缠源和原子系综的研究。目前，可扩展的量子信息处理（QIP）的一个重要任务是有效地将从SPDC源产生的纠缠写入原子量子存储器和从原子量子存储器读取纠缠。在这里，我们报告的第一个实验实现的量子接口，通过建立一个5 MHz的频率不相关的SPDC源和可逆地映射所产生的纠缠光子进出一个远程光学厚冷原子存储器使用电磁诱导的透明度。通过合适的泵浦脉冲，纠缠光子之间的频率相关性几乎完全消除。存储的触发单光子与任意偏振示出达到92%的平均保真度为200 ns的存储时间。此外，制备了偏振纠缠光子对，其中一个光子存储在原子存储器中，而另一个光子保持飞行。CHSH贝尔不等式的测量和违反是清楚地观察到的存储时间高达1微秒。这表明缠结被储存并在储存期间存活。我们的工作为实现可扩展的全光QIP奠定了基础，从而在量子信息科学领域取得了实质性进展。
2010-04-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Gravitational wave imprints on spontaneous emission
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Eberhard Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学）
研究引力波背景对原子自发辐射的影响，揭示其在原子-场系统中的印迹效应，并探讨其在低温原子实验中的可测量性。
2026-03-23 gr-qc quant-ph
Storing Quantum Information via Atomic Dark Resonances
本文在简要介绍量子光学的基本概念后，分析了电磁感应透明条件下的三能级原子系统，并研究了高斯脉冲沿雪茄形冷原子云和热原子云的传输。特别是，我们表明，它是可能的，以放大一个缓慢传播的脉冲没有粒子数反转。我们还分析了反常光传播的机制，表明观察超光速能量传播是可能的。在这些条件下，可以将光子携带的信息可逆地压印（“写入”）到原子上，特别是作为原子自旋的相干模式，并且随后可以将存储在原子自旋中的信息传输回（“读取”）到光场，以这种方式实现量子存储器。此外，我们还分析了量子场在含有暗态极化激元（DSP）的EIT介质中的传播。本文通过分析量子态转移的保真度，讨论了这种量子存储器中光子的退相干效应，以及增益介质中准粒子图像中出现的超统计现象。最后，我们介绍了一个偏振量子存储器的光子通过使用一个三脚架原子配置，其中两个理想的EIT窗口出现和两个DSP，相互散射，表现出孤子行为。
2010-01-26 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
