Adiabatic passage in photon-echo quantum memories
基于光子回波的量子存储器使用非均匀加宽的光学厚的吸收体集合来存储弱光信号，并采用各种协议来使原子相干性重新相位以用于信息检索。我们研究了两个连续的，频率啁啾的控制脉冲的相干重定相在一个合奏与“自然”的非均匀加宽的应用。尽管传播效应使两个控制脉冲产生不同的扭曲，但驱动绝热通道的啁啾脉冲可以使光学厚存储介质中的原子相干性重新定相。与空间相位失配技术相结合以防止初级回波发射，相干光可以围绕基态重新定相以实现具有接近单位效率的次级回波发射。与使用$π$脉冲的类似方案相比，潜在的优点包括更大的潜在信号保真度、由于自发发射而降低的噪声以及更好的多存储器通道的存储能力。
2013-11-05 quant-ph
Quantum memories with electrically controlled storage and retrieval in an opto- and electro-mechanical cavity
提出了一种在光机电腔中实现电控量子存储器的新方案。将这种OEM腔与电磁感应透明（EIT）机制相结合，我们发现由$Λ$型三能级原子系综的两个光跃迁所产生的量子干涉是可以电操纵的。数值计算表明，通过发送一个电流脉冲，探测光子态可以很好地存储到原子自旋态中，而通过发送另一个方向相反的电流脉冲，探测光子态可以以时间反对称的方式被恢复。电控制量子干涉有望应用于其他量子控制方面。
2013-09-12 quant-ph
Towards high-speed optical quantum memories
量子存储器能够可控地存储和释放光子，是量子计算机和量子通信的关键部件。到目前为止，量子存储器的带宽将数据速率限制在MHz。在这里，我们报告的相干存储和检索的亚纳秒低强度光脉冲的光谱带宽超过1 GHz的铯蒸气。新的记忆相互作用发生在一个远离共振的双光子跃迁，其中的记忆带宽是由一个强大的控制场动态产生。与现有的量子存储器相比，这允许数据速率增加近1000倍。存储器的工作总效率为15%，其相干性通过直接干扰存储和检索的脉冲来证明。热原子蒸汽中的相干时间是微秒级的-这是该存储器的预期存储时间限制。
2009-12-15 quant-ph
Analysis of Optical Deshelving in Photon Echo-based Quantum Memories
研究了利用强自旋态的光学去螺旋效应延长光子回波中的存储时间，研究了吸收相关的光泄漏，其中不完全的布居转移，即使是π光脉冲，也消除了去螺旋效应的相位恢复条件。我们分析了一个光学深度依赖的回声泄漏机制，在存储时间延长的光子回波的使用光学去隐藏光子回波为基础的量子存储器。
2010-03-21 quant-ph
Random-access quantum memory using chirped pulse phase encoding
与传统计算一样，量子存储器的关键属性是高存储密度，以及至关重要的随机访问，或者从任意选择的寄存器读取或写入的能力。然而，以密集的、硬件高效的方式实现对量子存储器的这种随机访问仍然是一个挑战，例如需要每个量子位的专用腔或脉冲场梯度。在这里，我们介绍了一个协议，使用啁啾脉冲编码量子比特的合奏量子两级系统，提供随机访问和自然支持动态解耦，以提高存储寿命。我们证明了该协议在微波制度中使用施主自旋硅耦合到超导腔，存储多达四个多光子微波脉冲在不同的记忆模式和检索他们的需求高达2 ms后。另一个优点是超辐射回波发射的自然抑制，我们发现这是至关重要的，当接近单位协同性。这种方法为微波随机存取量子存储器提供了可能，其寿命超过秒，而啁啾脉冲相位编码也可以应用于光学领域，以增强量子中继器和网络。
2022-06-02 quant-ph
Quantum cloning at the light-atoms interface: copying a coherent light state into two atomic quantum memories
提出了一种在光-原子界面上实现相干光态高斯克隆的方案。该方案的显著特点是克隆存储在原子量子存储器中，这对于量子通信中的应用非常重要。原子量子克隆机只需要光脉冲单次通过原子系综，然后测量光正交和适当的反馈，这使得该协议在实验上是可行的。另一种协议，其中一个克隆携带的出射光脉冲，讨论了与量子密钥分发。
2004-04-09 quant-ph
Storage and retrieval of squeezing in multimode resonant quantum memories
本文研究了光的量子特性的记录、存储和读出能力。讨论是基于量子存储器的高速绝热模型，在强共振极限下，采用双组态。我们表明，在这种情况下，效率和压缩比之间的平等，预测的简单分束器模型，被打破。在输出脉冲中的最大压缩的要求不应该伴随着存储器的最大效率的要求，如在分束器模型。当效率仅为50%时，我们得到了高的脉冲压缩。对这一“悖论”的理解是在模式分析的基础上实现的。数值计算发现了对记忆过程有影响的记忆本征模。此外，还进行了模式谱分析，以使输入信号的谱宽与存储器的容量相匹配。
2013-11-20 quant-ph
Deterministic generation of high-dimensional entanglement between distant atomic memories via multi-photon exchange
高速量子网络的接入依赖于高维纠缠存储器的产生，这些存储器为量子通信提供更高容量的噪声量子信道，从而减少信息的传输时间。然而，远程存储节点之间的多维纠缠的分布仍然是微弱的调查。我们提出了一个实验上可行的方案，确定性产生高维纠缠的距离多能级原子之间的高精细光学腔和激光脉冲驱动。通过触发双光子波包，在原子间产生三维纠缠，并通过激光脉冲参数选择叠加态。远程节点之间原子态的有效传输允许构建三维量子中继器，其中可以通过可靠测量原子基态塞曼态的简单方法来验证纠缠的成功创建。
2021-05-28 quant-ph
Autonomous Quantum Memories from Classical Stochastic Processes
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）
本文建立经典随机过程与CSS量子记忆的等价框架，引入SPCA并首次严格证明4D环面码在Toom规则和局部泡利噪声下是自主量子记忆，为低维可证明量子记忆构建提供系统路径。
2026-10-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Time gating of heralded single photons for atomic memories
本文提出了一种利用光参量振荡器（OPO）在阈值以下的脉冲抽运，对标准连续波自发参量下转换（SPDC）单光子源进行时间选通的方法。窄带宽、高纯度、高光谱亮度和伪确定性的特性使其非常适合于光-原子接口和原子存储器。
2009-11-25 quant-ph
Inhomogeneous Light-Matter Coupling as a Resource for Noiseless Quantum Memories
Centre for Quantum Technologies, Singapore（新加坡量子技术中心）；National University of Singapore, Department of Materials Science and Engineering, Singapore（新加坡国立大学材料科学与工程系）；National University of Singapore, Faculty of Science, Singapore（新加坡国立大学理学院）；MajuLab, CNRS-UCA-SU-NUS-NTU International Joint Research Laboratory（MajuLab，CNRS-南法大学-索邦大学-新加坡国立大学-南洋理工大学国际联合实验室）
本文开发了一个波导模型，通过将亚辐射模式映射到具有明确输入输出关系的有效波导，揭示了非均匀系综中集体动力学的物理机制，并展示了非均匀光-物质耦合可作为无噪声存储的资源，同时提出了克服鲁棒控制脉冲局限性的复合脉冲协议。
2026-08-25 quant-ph
A readout-integrated time-bin qutrit analyzer for echo-based quantum memories
提出一种利用多次部分读出投影时间仓 qutrit 的方法，实现互无偏基投影以表征任意量子态，并在原子频率梳存储中通过模拟和实验验证，引入复合脉冲实现快速连续部分读出。
2022-03-31 quant-ph
Analytical results for a parity-time symmetric two-level system under synchronous combined modulations
本文提出了一种简单的同步调制方法来产生奇偶时间对称二能级系统的解析精确解。这样的精确解可以用简单的初等函数表示，有助于阐明起源于厄米特系统的一些吸引人的概念的推广。一些有趣的物理现象，如稳定的非厄米系统的周期驱动，非厄米类似的相干破坏隧穿（CDT）和完全反转（CPI），被证明是解析和数值证实。此外，利用这些精确解，我们导出了宇称-时间对称二能级系统中非厄米CPI的脉冲面积定理。我们的结果为宇称-时间对称二能级系统的脉冲操纵和相干控制提供了一种可能性。
2017-03-28 quant-ph
A time/frequency quantum analysis of the light generated by synchronously pumped optical parametric oscillators
本文提出了一个确定同步泵浦光参量振荡器（SPOPO）在阈值以下工作时所产生光的量子特性的一般模型。该模型将时间和频率视为平等的，这使我们能够找到新的量子特性，例如与载波包络偏移（CEO）相位相关的量子特性，并考虑接近真实实验的情况。我们发现，除了多模压缩在所谓的“supermodes”，系统表现出正交纠缠频率梳相反CEO相位之间。我们还确定了单个脉冲的量子特性及其与相邻脉冲的量子相关性。最后，我们确定了量子克拉美-罗极限的超短时间延迟测量使用给定数量的脉冲产生的SPOPO。
2012-04-11 quant-ph
Analytical solutions for optimal photon absorption into inhomogeneous spin memories
本文研究了非均匀展宽自旋系综与单模腔耦合的量子电动力学模型，在Schrödinger绘景中无需微扰理论求解最优光子吸收，通过调制谐振器频率和耦合速率，实现了单光子输入脉冲下大于$99\%$的成功吸收概率。
2025-02-03 quant-ph
Polarization-Entangled Light Pulses of 10^5 Photons
我们实验证明了包含超过10^5个光子的压缩真空脉冲的偏振纠缠。我们还通过计算施密特数和测量其操作对应物来研究光子数纠缠。从理论上讲，我们的脉冲越纠缠，它们就越亮。这在量子技术，特别是光子量子门和量子存储器中有着重要的应用前景。
2012-06-18 quant-ph
A controlled ac Stark echo for quantum memories
提出了一种基于受控拉比触发的双重相位光子回波方案的受控交流斯塔克回波（CASE）量子存储协议。光子回波的双重重定相方案本质上满足量子存储器的无粒子数反转要求，但由此产生的吸收回波一直是一个基本问题。在本研究中，首先，在双重相方案中的第一个回波动态控制不影响第二个回波通过使用不平衡的交流斯塔克位移。其次，控制拉比脉冲相干地操纵第二回波以经由受控相干转换发射。由于交流斯塔克场的远离共振，本协议可以应用于量子存储器的实时擦除，缓冲和复用的波长选择性动态控制。
2016-12-13 quant-ph
Decoherence-free manipulation of photonic memories for quantum computation
我们提出了一个构造任意量子线路的协议。量子比特（qubit）以单光子的偏振态编码。它们被存储在放置在光学腔中的空间分离的稠密介质中。特定的脉冲序列分别寻址存储介质，以编码量子位并实现一组通用的门。该协议避免了自发发射和腔体阻尼，是无消相干的。我们讨论了一个耦合方案的实验实现在氖原子。
2005-12-12 quant-ph
Measurement-device-independent quantum key distribution with quantum memories
我们推广了与测量设备无关的量子密钥分发[H. - K.洛，M。Curty和B. Qi，Phys. Rev. Lett. 108，130503（2012）]的情况下，贝尔状态测量站也包含预示量子存储器。我们找到了关于设备缺陷的分析公式，用于进入秘密密钥速率的所有量，即，量子误码率和中继器速率。我们假设单光子源或弱相干脉冲源加诱饵态。我们表明，它是可能的显着优于原来的建议，即使在存在的量子存储器的退相干。我们的协议可能是实现两段量子中继器的第一个自然步骤。
2013-06-13 quant-ph
MHz rate and efficient synchronous heralding of single photons at telecom wavelengths
本文报道了一种具有兆该源是基于在810和1550 nm的光子对的产生，通过自发参数下转换（SPDC）在1厘米周期性极化的锂离子（PPLN）晶体由532 nm的脉冲激光泵浦。由于高速率是多光子实验的基础，我们表明，单个电信光子可以宣布在4.4MHz的速率与45%的预示效率。当我们只专注于优化的耦合的预示光子，预示效率可以提高到80%。此外，我们实验观察到，在脉冲模式泵浦的长晶体内的群速度失配影响发射的光子的光谱和它们的光纤耦合效率。在这个源中晶体的长度已经被选择为高亮度和高耦合效率之间的折衷。
2012-07-02 quant-ph
Experimental superradiance and slow light effects for quantum memories
研究了高光学深度现象（如超辐射）在潜在量子存储材料中的作用。这些结果可能与几种方案有关，包括CRIB，AFC和基于EIT的量子存储器，这些方案基于使用系综作为存储介质。结果表明，强的超辐射效应，表现为大于1/T2* 的衰减率，存在即使是中等值的α L < 5，并作为α L的函数增加。对于更高的alphaL，像非共振慢光的效果进行了演示和讨论，最后，时间反转优化的输入脉冲的效率进行了测试。最大检索效率达到~20%，并与理论预期的结果进行了讨论。
2009-04-29 quant-ph
Characterization of EIT-based continuous variable quantum memories
我们提出了一个量子多模处理描述电磁感应透明（EIT）作为一种机制，用于存储连续变量量子信息在光场。考虑到原子噪声和退相干的现实实验，我们数值模拟的传播，存储和读出的信号中包含的边带振幅和相位求积的光脉冲。然后提出了一个分析处理的影响，预测这个更复杂的模型。最后，我们使用量子信息基准测试来检查基于EIT的存储器的属性，并显示超出量子极限操作所需的参数。
2007-07-09 quant-ph
"Stopping" of light and quantum memories for photons
讨论了一种控制光子在光学厚介质中传播的相干技术及其在量子存储器中的应用。具有外部控制的斯托克斯场的拉曼绝热通道可以用于将光脉冲的量子态（"飞行“量子比特）转移到集体自旋激发（静止量子比特），从而将其传播速度减慢到零。该过程是可逆的，并且具有潜在的统一保真度，而不需要强耦合谐振器。一个简单的准粒子图片（暗态极化激元）的转移。解析理论补充了精确的数值解。最后分析了退相干机制对N粒子纠缠态集体存储态的影响。
2001-10-09 quant-ph
Photon echo quantum memories in inhomogeneously broadened two level atoms
在这里，我们提出了一种固态量子存储器，不需要光谱烧孔，而是使用像传统的光子回波技术的强重定相脉冲。存储器使用外部加宽场来减小光学深度，从而在需要时关闭集体原子-光相互作用。所提出的存储器应该允许在更宽范围的材料系统中以合理的效率操作，例如在1.5 μ m处具有跃迁的Er 3+掺杂晶体。我们提出的分析理论支持的数值计算和初步实验。
2011-07-26 quant-ph
Initialisation protocol for efficient quantum memories using resolved hyperfine structure
我们描述了一种量子存储光谱制备策略，最大限度地提高存储效率和带宽的材料，如167 Er 3+：Y2SiO5在高场制度，其中的超精细结构解决。我们证明了该方法在167 Er 3+：Y2SiO5通过制备光谱隔离18 dB的吸收功能在< 1 dB的背景。使用这些功能，我们创建一个原子频率梳，并显示量子存储的200纳秒脉冲与22%的效率，由背景吸收所产生的激光不稳定性的限制。我们描述了达到材料极限所需的实验改进：O（1）s自旋态存储，O（100）MHz带宽和> 90%效率。
2021-07-08 quant-ph
Atomic quantum memories for light
我们考虑相干受激喇曼过程中发展的光学致密和无序的原子介质中的应用的量子存储方案。我们的理论模型预测碱金属原子激发态的超精细相互作用对量子存储效率有积极的影响。从相干信息传输的概念出发，分析和比较了单光子和宏观多光子光脉冲的存储要求。
2010-01-22 quant-ph
Stark control of solid-state quantum memory with spin-wave storage
用于量子通信的量子存储器需要能够长时间存储光子，然后根据需要释放它们。这可以在基于原子频率梳系综的量子存储器中通过将激发转移到长寿命自旋态和从长寿命自旋态转移激发的控制脉冲来实现。然而，这样的脉冲可以引起相干和不相干的噪声，由于它们与存储器合奏的相互作用。在这篇文章中，我们通过实验证明了在自旋波量子存储器中，利用稀土离子掺杂晶体中的线性斯塔克效应，能够在回波发射期间关闭来自此类控制脉冲的相干噪声。通过施加电场脉冲，在第一自旋转移脉冲之前相干地切断回波发射，并且仅当施加光学召回脉冲和重新定相电脉冲时才恢复存储的数据脉冲，从而对期望的和不期望的发射都给予高度的控制。我们估计这种技术的有效性关闭一个狭窄的离子系综的自由感应衰减。因此，该技术可以通过猝灭由强控制脉冲产生的相干光辐射来改善单光子水平下的自旋波存储的噪声性能。这里演示的方法表示的自旋波存储方案可以与斯塔克控制相结合的原理证明。组合方案作为可用于实现完整版本的量子中继器的技术工具箱的补充。
2022-11-30 quant-ph
Multiplexed spin-wave-photon entanglement source using temporal-multimode memories and feedforward-controlled readout
源是构建量子中继器的基本模块，它基于量子记忆产生原子-光子的量子关联或纠缠。为了在基于集合的QR中实现高纠缠生成速率，需要空间、时间和频谱多模存储器。先前的时间多模存储器是基于在非连续加宽介质中的改写机制。在这里，通过将多方向写入脉冲的训练施加到一个连续展宽的原子系综中，诱导Duan-Lukin-Cirac-Zoller-like拉曼过程，我们制备了多达19对模式，即自旋波模式和光子时间仓。自旋波光子（即，原子-光子）纠缠在模式对中概率性地产生。作为一个证明在原则上的演示，我们表明，使用所有的自旋波模式和前馈控制读出的多路复用源增加了自旋波光子纠缠产生率的一个因素$\sim$ 18.3，相比，非多路复用源使用的个别模式。测量的复用源的贝尔参数是与存储器寿命$30μs$组合的$2.30\pm 0.02$。
2019-06-29 quant-ph
High-performance Raman quantum memory with optimal control
高效率、高保真度的量子存储器是远距离量子通信和信息处理的基础。已经开发了基于原子系综的量子存储器技术。依赖于原子与光共振相互作用的原子存储器通常受到带宽的限制。拉曼共振过程被认为是一种潜在的候选者，用于大带宽和高速度的原子存储器。然而，到目前为止，低存储器效率仍然是一个未解决的瓶颈。在这里，我们展示了一个高性能的原子拉曼存储器在Rb 87蒸汽的最佳控制技术的发展。存储效率为82.6%，为10纳秒的光脉冲，是迄今为止实现的最高原子拉曼存储器。特别是，高达98.0%的无条件保真度，显着超过无克隆限制，获得与单光子级相干输入的层析重建。我们的工作标志着原子拉曼存储器在量子信息处理中的实际应用的重要进展。
2018-04-28 quant-ph
Multiplexed control of spin quantum memories in a photonic circuit
本文提出集成多个金刚石色心自旋的可编程低温光子平台，通过磁场梯度选择性寻址和优化微波脉冲整形实现多自旋量子存储器的复用控制。
2023-04-21 quant-ph
Machine learning optimal control pulses in an optical quantum memory experiment
本研究使用遗传算法优化温铯蒸气中光学EIT量子存储器实验的效率，通过比较高斯与自由形式控制脉冲，发现自由形式脉冲提升效率3(7)%，并在限制能量下实现30%的能量减少且效率损失极小。
2024-01-10 quant-ph
Dynamical Quantum Memories
我们提出了一个量子存储器的动力学方法，使用一个振荡器腔模型。这克服了在存储时间比输入信号持续时间长的情况下实现高量子输入-输出保真度的已知困难。我们使用一个通用模型的记忆响应，这是适用于任何线性存储介质，从超导设备的原子介质。器件的时间切换或门控可以通过改变耦合的控制场，或者通过可变失谐方法，如在最近的量子存储器实验中。进行对外部输入的时间记忆响应的精确计算。这表明，存在一个模式匹配准则，它决定了最佳的输入和输出模式形状。这种最佳脉冲形状可以通过改变栅极特性来修改。此外，在原子和腔之间存在临界耦合，这使得在长存储时间的情况下能够实现高保真度。量子保真度计算的相干态协议，并为一个完全任意的输入态与有界的总光子数。我们展示了动态量子存储器如何超越相关的经典存储器界限，同时保持相对较长的存储时间。
2008-08-14 quant-ph
A Cavity-Enhanced Room-Temperature Broadband Raman Memory
宽带量子存储器在未来的光子量子信息协议中作为复用元件具有很大的前景。碱蒸气拉曼存储器结合了高带宽存储、按需读出和在室温下操作而没有碰撞荧光噪声。然而，以前的实现方式需要大的控制脉冲能量，并遭受四波混频噪声。在这里，我们提出了一种拉曼存储器，其中存储相互作用是由一个低精细度双折射腔调谐到同时与信号和控制领域的共振，大大降低了所需的能量来驱动存储器。通过对反斯托克斯场进行工程反共振，我们还抑制了四波混频噪声，并报告了拉曼型温蒸汽存储器中尚未实现的最低无条件噪声基底，每个脉冲$(15\pm2)\times10^{-3}$光子，总效率为$(9.5\pm0.5)$ %。
2015-10-15 quant-ph
Pulse engineering for population control under dephasing and dissipation
我们应用逆向工程来寻找电磁脉冲，允许控制人口的量子系统下的退相和热噪声。特别是，我们讨论了两个层次的系统，它们的重要性，在几个分子系统的描述以及量子计算。这样的研究自然会在涉及量子系统控制的众多物理情况中找到应用。我们提出了一个分析描述的脉冲，解决了一个约束的动力学的初始和最终的人口是固定的先验。这种受约束的动态有时是不可能的，我们精确地发现了这种情况的条件。我们的主要结果之一是介绍的分析条件，建立稳定状态的有限相干噪声的存在。这可能会自然地在量子存储器中找到应用。
2018-08-22 quant-ph
Storing short single-photon-level optical pulses in Bose-Einstein condensates for high-performance quantum memory
大规模量子网络需要量子存储器，其特征在于非经典光的长寿命存储以及高效、高速和可靠的操作。由于物质平台和光物质相互作用协议的固有限制，这些功能的同时实现是具有挑战性的。在这里，我们提出了一种方法来克服这个障碍，基于玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）平台上的Autler-Townes-splitting（ATS）量子存储协议的实现。我们证明了这种方法的原理证明，通过存储短脉冲的单光子级光作为集体自旋激发在铷BEC。对于20 ns的长脉冲，我们实现了一个超低噪声存储器的效率为30%，寿命为15 $μ$ s。ATS协议的非绝热特性（导致高速和低噪声操作）与BEC平台固有的大原子密度和超低温（提供高效和长寿命的存储）相结合，开辟了一条通往高性能量子存储器的新途径。
2020-10-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Time-frequency encoded single-photon sources and broadband quantum memories based on a tunable one-dimensional atom
一维原子--耦合到单个光模的原子系统--是光量子技术中许多应用的核心。在这里，我们引入了一个有效的一维原子组成的两个相互作用的量子发射器耦合到一个腔模。偶极-偶极相互作用和腔耦合产生具有恒定模式耦合的可调谐带宽的光学谐振。这种多功能性，结合系统的动态控制，为许多应用开辟了道路。它可以用来产生时频域连续可变编码的单光子光脉冲和具有亚普朗克特征的光态。它还可以用来开发一种可调带宽的多功能量子存储器，这是量子网络的另一个关键因素。我们的方案确保了所有上述功能都可以以创纪录的高效率获得。我们讨论了量子光产生的最先进平台，即半导体量子点系统中的实际实现，其中所有的技术工具都到位，使这些新的概念成为现实。
2019-05-16 quant-ph
SPulseGen: Succinct pulse generator architecture maximizing gate fidelity for superconducting quantum computers
本文提出SPulseGen，一种高性价比的射频脉冲发生器架构，通过将电路和波形简化为成本感知的方波脉冲并优化波形，在大幅降低存储和模拟电路要求的同时，实现了与理想射频脉冲相当的门保真度，消除了可扩展量子计算机的AWG障碍。
2024-01-09 quant-ph
Full characterization of a highly multimode entangled state embedded in an optical frequency comb using pulse shaping
详细分析了同步泵浦光学参量振荡器（SPOPO）产生的光学频率梳中多模量子态。全协方差矩阵的状态得到零差检测的本地振荡器的频谱控制与脉冲整形技术。由此产生的矩阵揭示了真正的多体纠缠。此外，光束由对应于特定脉冲形状的若干独立本征模组成。实验数据与数值模拟相吻合。最后分析了利用量子梳产生连续变量团簇态的可能性。多个集群状态被示出同时嵌入在SPOPO状态，这些状态可以通过施加到测量的协方差矩阵的适当的基础变化来揭示。
2014-01-20 quant-ph
Pulse-resolved post-generation phase control of squeezed light at 93 MHz with a bulk lithium-niobate modulator
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie - CNR（光子与纳米技术研究所-意大利国家研究委员会）
本研究利用低损耗体铌酸锂电光调制器，在93 MHz重复率下实现压缩真空态逐脉冲相位控制，验证了产生后量子态相位操控的可行性。
2026-10-05 quant-ph
Multi-pulse addressing of a Raman quantum memory: configurable beam splitting and efficient readout
量子存储器对于光子量子信息处理（PQIP）的可扩展性至关重要，因为光子的存储使得重复直到成功策略成为可能。另一方面，所有PQIP架构的关键元件是分束器，其允许相干地耦合光学模式。在这里，我们将展示如何通过使用多个控制脉冲寻址拉曼量子存储器来结合这些关键功能。结果是具有极大的时间带宽积的相干光存储设备，其用作动态可配置的分束器的阵列，并且可以以任意高的效率读出。这种设备的网络将允许完全可扩展的PQIP，其应用于量子计算、长距离量子通信和量子精密测量。
2012-03-11 quant-ph
Broadband Population Transfer Based on Suture Adiabatic Pulses
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文提出一种基于缝合绝热脉冲的宽带人口转移方案，通过时间复用实现高保真度快速转移，提升多模式存储容量并推动量子网络发展。
2026-02-05 quant-ph
Light Storage in Light Cages: A Scalable Platform for Multiplexed Quantum Memories
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Otto Schott Institute of Material Research（奥托肖特材料研究所）
本研究提出了一种基于3D纳米印刷空芯波导的光笼量子记忆平台，实现了数百纳秒的光子存储，并展示了多路复用量子记忆的潜力。
2025-03-28 physics.optics quant-ph
Recycling Reflections for Perfect Photon Capture
针对单程光子捕获存在反射损失的问题，提出双程“pitch-and-catch”方法回收反射以实现任意脉冲的完美捕获与发射，显著提升量子信息处理关键器件性能。
2025-08-26 quant-ph
Multiplexed random-access optical memory in warm cesium vapor
存储大量光子量子态的能力被认为是未来光量子计算和通信技术的重要组成部分。然而，对多路复用量子存储器的研究一直集中在只有在精心准备存储介质之后才表现出良好性能的系统上。这使得在实验室环境之外应用通常更加困难。在这项工作中，我们展示了一个多路复用的随机存取存储器存储多达四个光脉冲，使用电磁诱导的透明度在温暖的铯蒸气。在Cs D1线的超精细跃迁上采用Λ-系统，我们获得了平均36%的内存储效率和3.2 μs的1/e寿命。结合未来的改进，这项工作有助于在未来的量子通信和计算基础设施中实现复用存储器。
2023-01-12 quant-ph
Single-photon-level quantum memory at room temperature
能够存储单光子的量子存储器是用于量子信息处理的基本构建块，使得能够在长距离上存储和传输量子信息。在室温下工作的设备可以大规模部署并集成到现有的光子网络中，但到目前为止，热量子存储器在单光子水平上容易受到噪声的影响。这个问题在冷原子系综中得到了解决，但这些系综体积庞大，技术复杂。在这里，我们展示了可控的，宽带和有效的存储和检索弱相干光脉冲在温暖的原子铯蒸气中的单光子水平使用远离共振拉曼存储方案。无条件的噪声地板被发现是足够低的量子制度在室温下操作的存储器。
2010-10-19 quant-ph
Modular Quantum Memories Using Passive Linear Optics and Coherent Feedback
UNSW Australia（新南威尔士大学）；Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
本文提出利用被动线性光学和相干反馈实现单光子脉冲光学场中量子记忆的模块化方案，通过耦合两个衰减光学腔体构建隔离且抗退相干的内部模式，实现量子比特存储的写入/读出与存储模式切换，最终构建出多量子态量子记忆。
2014-09-26 cs.SY eess.SY 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
Investigating impact of bit-flip errors in control electronics on quantum computation
该研究通过 IBM 模拟量子环境评估 FPGA 脉冲存储位翻转对量子门的影响，并提出无存储开销的 3 位重复纠错码以显著降低 TVD 增长。
2024-05-09 cs.ET quant-ph
Heralded entanglement of on-demand spin-wave solid-state quantum memories for multiplexed quantum network links
本文结合窄带参量光子对源与稀土掺杂晶体固态量子存储器，实现空间分离自旋波存储器间的电信预示纠缠，支持按需读取、前馈相移和15模式时间复用。
2025-10-21 quant-ph
Single-shot high-resolution spectroscopy of single-photon-level optical pulses using a virtually imaged phased-array and single-photon avalanche diode array
本文提出并实验验证了一种结合VIPA频率到空间模式映射与SPAD阵列空间模式检测的单次高分辨率单光子光谱系统，其120 MHz频率模式间隔与掺Pr$^{3+}$离子的Y$_2$SiO$_5$原子频率梳量子存储器相匹配，有望最大化频率复用量子中继器的多路复用能力。
2025-06-23 quant-ph
Simple atomic quantum memory suitable for semiconductor quantum dot single photons
与单光子源相匹配的量子存储器将成为未来量子网络技术的重要基石。我们证明了这样的记忆在温暖的Rb蒸汽与按需存储和检索，基于电磁感应的透明度。该存储器的接收带宽为$δf$ = 0.66~GHz，适用于半导体量子点发射的单光子。在这种情况下，蒸汽单元存储器提供了一个很好的折衷之间的存储效率，存储时间，噪声水平，和实验的复杂性，和原子碰撞的光学相干性的影响可以忽略不计。存储器的操作演示使用衰减的激光脉冲上的单光子水平。对于50 ns的存储时间，我们测量$η_{\textrm{e2e}}^{\textrm{50ns}} = 3.4(3)\%$ \emph{end-to-end efficiency}的光纤耦合存储器，与\emph{total intrinsic efficiency} $η_{\textrm{int}} = 17(3)\%$。简单的技术改进可以将端到端的效率提高到$η_{\textrm{e2e}} \approx 35\%$ ;除此之外，增加光学深度和利用原子的塞曼子结构将允许这样的存储器接近单位效率。在本存储器中，$9\cdot 10^{-3}$光子的无条件读出噪声电平由原子荧光支配，并且对于平均包含$μ_{1}=0.27(4)$光子的输入脉冲，信噪比电平将是1。
2017-09-23 quant-ph
On-Demand Coherent Mapping of Telecom Optical States onto Erbium Hyperfine Spins
Northwestern University（西北大学）；Department of Electrical and Computer Engineering, Northwestern University（西北大学电气与计算机工程系）；Applied Physics Program, Northwestern University（西北大学应用物理项目）
在0.8K和1.1T下，利用经典光控制脉冲将集体光激发相干转移到铒超精细态，转移效率超12%，实现按需检索，并测量超精细布居寿命25秒和自旋波存储25微秒，为可扩展光纤兼容量子中继器架构奠定基础。
2026-06-16 quant-ph
Time correlators from deferred measurements
重复测量通常发生在两次或多次关联函数中，依赖于冯·诺依曼的投影假设，告诉如何在中间测量后重新启动系统。我们引用延迟测量的原理来描述一个替代过程，其中共同进化的量子存储器通过纠缠提取系统信息，并结合玻恩规则描述的存储器的最终读出。重复量子测量的新方法尊重量子力学在中间时间的幺正演化，统一处理强测量和弱测量，并在两个极限中再现投影和（反）对称的关联函数。作为一个例子，我们应用我们的形式主义的计算中的电子电荷相关器在介观物理设置，其中单电子脉冲承担飞行的记忆量子比特的作用。我们提出了一个实验装置，减少了测量的时间相关器的电流和噪声的测量，利用（脉冲）注入的电子，以应付执行短时间测量的挑战。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Preservation of quantum correlations in femtosecond light pulse train within atomic ensemble
在本文中，我们研究了在量子存储器的单个单元中保持基本上多模辐射的可能性。作为光源，我们考虑了同步泵浦光参量振荡器（SPOPO）。正如在[1-4]中所示，SPOPO辐射具有大量的相关模式，使其对于量子通信和计算的目的具有吸引力。我们发现，这些相关性可以映射到纵向自旋波的存储单元，并恢复以后的读出光。写入和读出的效率取决于存储器的模式结构，该模式结构由所考虑的光-物质相互作用（非共振拉曼相互作用）的机制和驱动光场的分布确定。结果表明，恢复后的光脉冲和初始光脉冲训练一样，可以用一组压缩超模来表示。量子多模相关性在材料介质上的映射提供了操纵存储器单元内的量子态的机会，随后读取变换的状态。
2016-11-02 quant-ph
