Cavity-QED models of switches for attojoule-scale nanophotonic logic
描述了一类基于腔量子电动力学（cavity quantum electrodynamics，腔QED）的光开关的量子光输入输出模型，该光开关由一个多能级原子（或类似的束缚电荷系统）同时耦合到多个谐振场模。最近的量子随机微分方程的极限定理被用来表明，这样的模型收敛到一个简单的散射矩阵在一个类型的强耦合限制，似乎自然的纳米光子系统。数值积分被用来显示的行为的前限制模型近似的简单散射矩阵在一个现实的制度的物理参数，它是可能的，在所提出的腔QED配置低功率光信号切换高功率信号在阿焦耳能量尺度。
2009-07-15 quant-ph
Towards Precision Spectroscopy of Antiprotonic Atoms for Probing Strong-field QED
PAX实验利用ELENA低能反质子束和微热量计对反质子原子进行高精度X射线谱学测量，以超出Schwinger极限两个数量级的电场直接检验强场QED效应，精度较以往提升最多两个数量级。
2025-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Cavity QED on a nanofiber using a composite photonic crystal cavity
我们证明了腔QED条件在Purcell制度的单量子发射器的表面上的光学晶体。该腔通过组合光学光栅和纳米制造光栅以创建复合光子晶体腔而形成。使用这种技术，观察到单量子点的自发发射率显著增强到的双导模。我们的研究结果为增强光纤上的光-物质界面铺平了道路，并明确应用于量子网络。
2014-09-11 physics.optics quant-ph
Addressing requirements for crosstalk-free quantum-gate operation in many-body nanofiber cavity QED systems
Waseda University（早稻田大学）；NTT Corporation（日本电信电话株式会社）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文提出了一种基于光纤的量子计算平台，通过优化光-物质耦合实现无串扰量子门操作，并分析了其理论最优性能。
2026-01-30 quant-ph
Probing quantum phases of ultracold atoms in optical lattices by transmission spectra in cavity QED
对光晶格中的超冷原子的研究将各种学科联系起来，提供了一个操场，在那里，在凝聚态物理中制定的基本量子多体概念可以在更好的可控原子系统中进行测试，例如，强关联相位，量子信息处理。测量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）量子特性的标准方法是基于从破坏系统的陷阱释放的原子之间的物质波干涉。在这里，我们提出了一种基于光学测量的非破坏性方法，并证明了原子统计可以映射到高Q腔的透射谱。这对于研究莫特绝缘体和超流态之间的相变是非常有用的，因为不同的相表现出不同的光散射。加入腔量子电动力学（QED）和超冷气体的范式将使光和物质在最终量子水平上的概念性新研究成为可能，这只是最近才成为实验可能。在这里，我们预测在这种新颖的设置访问的效果。
2007-11-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherent interference effects in a nano-assembled optical cavity-QED system
含有NV色心的金刚石纳米晶体被定位在使用光纤锥的高Q SiO2微盘腔的近场中，具有100纳米尺度的精度。研究了腔修正的双光子荧光，在远场发射光谱中观察到类Fano量子干涉特征。提出了该系统的量子光学模型，由此估算出在接近最佳位置的情况下，NV-零声子线到微盘的相干耦合速率为28 MHz。
2008-12-25 physics.optics quant-ph
Quantum gates utilizing dark and bright states in open dissipative cavity QED
本文提出基于单光子与开放耗散纳米腔中量子发射体系综相互作用的量子门形式体系，利用亮暗态动力学操控光子偏振态。
2024-03-15 quant-ph
Analogue of Cavity QED for Coupling between Spin and Nanomechanical Resonator
我们描述了一个腔QED模拟的自旋和纳米机械谐振器与磁尖的耦合系统。对于量子化纳米机械谐振器，用于该耦合系统的自旋玻色子模型可以指Jaynes-Cummings（JC）或反JC模型。这些观测结果预示了一些量子光学现象，如纳米机械谐振器在准经典态下制备时的单振荡模式中的压缩和“振荡-复苏”。通过调制RF磁场的相位，可以在JC和反JC模型之间切换系统，这为单自旋的检测提供了潜在的协议。还分析了阻尼机理。
2006-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity QED with molecular defects coupled to a photonic crystal cavity
本文提出一种混合方法，通过永久光谱调谐将多个相干分子发射体耦合到光子晶体腔中，实现集体量子态的受控形成，为可扩展的多体腔量子电动力学和化学设计的量子系统奠定基础。
2025-06-02 quant-ph
Cryogenic spectroscopy of ultra-low density colloidal lead chalcogenide quantum dots on chip-scale optical cavities towards single quantum dot near-infrared cavity QED
我们提出的证据腔量子电动力学从稀疏密度的强量子限制的Pb-硫族化物纳米晶体（1和10之间）接近单点水平适度高Q介观硅光学腔。在重要的近红外（1500 nm）波长下工作，从器件中观察到大的增强，并实现了QD发射的强烈修改。在77 K下观察到耦合量子点的饱和光谱，突出了量子信息处理的修改后的量子动力学。
2009-11-09 quant-ph
One-sided composite cavity on an optical nanofiber for cavity QED
我们用复合方法证明了光学谐振腔（ONF）上的单侧腔。通过在ONF上安装一个非对称缺陷模光栅来产生单侧复合腔。我们设计了一个ONF上的单侧复合腔，以提高进入ONF一侧的沟道效率，同时使用数值模拟从欠耦合到临界耦合和过耦合制度。在实验上，我们展示了单侧复合腔的耦合特性，与模拟结果有很好的对应关系。
2022-02-03 physics.optics quant-ph
Manipulating nanoscale atom-atom interactions with cavity QED
本文从理论上探讨了利用腔量子电动力学（CQED）对纳米尺度上激发态原子与基态原子相互作用的调控。我们发展了一种绝热分子缀饰态形式，并证明了在腔中基态原子和长寿命激发态原子之间产生Fano-费什巴赫共振是可能的。的共振示出出现由于非绝热耦合附近的伪交叉之间的修饰状态的潜力。我们说明了我们的结果与模型研究使用费米$^{171}$ Yb原子在双模腔。该研究对利用腔场调控低能原子间相互作用具有重要意义。
2016-09-12 physics.atom-ph quant-ph
Fabrication of a centimeter-long cavity on a nanofiber for cavity QED
我们报道了一个1.2厘米长的腔体直接使用飞秒激光烧蚀的制造。精细度值在200-400范围内的腔模仍然可以保持40- 60%之间的透射率，这可以使腔QED的“强耦合”机制对于被捕获的单个原子远离光纤表面200 nm。对于这样的腔模式，我们估计的单程腔内传输为99.53%。其他腔模式，其可以实现在3-10的范围内的高协同性，显示出超过60-85%的透射率，并且适合于基于光纤的单光子源和“Purcell”机制中的量子非线性光学。
2017-01-24 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Probing QED and fundamental constants through laser spectroscopy of vibrational transitions in HD+
自然界中最简单的分子，H2+和HD+形式的分子氢离子，为复杂形式物质的量子电动力学测试提供了重要的基准系统。在这里，我们报告这样一个测试的基础上的频率测量的振动泛音过渡HD+激光光谱。我们发现，理论和实验频率是相等的0.6（1.1）十亿分之一，这是迄今为止最严格的测试分子理论。我们的测量不仅证实了高阶量子电动力学在分子中的有效性，而且还使长期预测的确定质子-电子质量比的分子系统，以及改进的约束假设的第五力和紧致更高的尺寸在分子尺度上。从理论和实验在0.01ppm水平上的比较的角度，我们的工作证明了分子氢离子作为基本物理常数和定律的探针的潜力。
2016-02-02 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.plasm-ph
Cavity QED with atomic mirrors
最近出现了一种将原子系统与可扩展光子学相结合的有希望的方法，该方法包括在锥形纳米纤维附近捕获冷原子。在这里，我们描述了一种新的技术，以实现强，相干耦合的单原子和光子在这样的系统。我们的方法利用集体增强效应，使原子晶格在光纤内形成高精细度腔。我们表明，一个特别指定的“杂质”原子内的腔可以经历强烈增强与单光子在光纤中的相互作用。在现实条件下，可以达到“强耦合”的制度，其中它成为可行的观察真空拉比振荡之间的激发杂质原子和一个单腔量子。这种技术可以形成使用原子网络系统的可扩展的量子信息网络的基础。
2012-02-18 quant-ph
Cavity QED with hybrid nanocircuits: from atomic-like physics to condensed matter phenomena
电路QED技术已经被用于以高灵敏度操纵和探测耦合到微波腔的超导量子比特的量子态。最近，已经有可能制造新的设备，其中超导量子比特被混合介观电路所取代，该混合介观电路结合了纳米导体和金属储存器。这种介观QED为研究电子电路中光与物质的相互作用提供了一个新的实验平台。在这里，我们提出了介观量子电动力学的实验状态的艺术和它的理论描述。第一类实验集中在人工原子极限，其中一些准粒子被困在纳米电路束缚态。在这种限制下，电路QED技术可以用来操纵和探测电子自由度，如约束电荷，自旋或Andreev对。第二类实验包括使用腔光子来揭示纳米导体和费米子库之间的电子隧穿动力学。例如，近藤效应，接地金属接触引起的电荷弛豫，和电压偏置水库引起的光电发射已被研究。纳米导体和费米子库之间的隧道耦合也使人们能够获得分裂的库珀对，或马约拉纳束缚态。腔光子是研究这些奇异凝聚态的一种新的定性工具。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Sonoluminescence as a QED vacuum effect: Probing Schwinger's proposal
几年前，Schwinger提出了一种声致发光的物理机制，即光子产生是由于塌陷的电介质泡引起的量子电动力学（QED）真空特性的变化。这种机制可以用卡西米尔效应来重新表述，最近一直是相当有争议的话题。本文详细探讨了Schwinger的建议：利用突跃近似，我们计算了与膨胀气泡和坍缩气泡存在时的QED真空有关的Bogolubov系数。通过这种方式，我们得到了对发射的光谱和总能量的估计。我们验证，在突然的近似有一个有效的生产的光子，并进一步的主要贡献，这种动态卡西米尔效应来自体积项，根据Schwinger的原始计算。然而，我们也表明，所需的时间尺度来实现Schwinger的原始建议是没有物理相关的声致发光。虽然施温格在零点能量的变化导致光子产生的论断中是正确的，但他的原始模型并不适用于声致发光。在其他作品（见quant-ph/9805023，quant-ph/9904013，quant-ph/9904018，quant-ph/9905034）中，我们已经开发了一个与物理要求的时间尺度兼容的Schwinger模型的变体。
1999-06-29 cond-mat hep-ph hep-th
A nanoscale window for probing Planck scale phenomena
非对易空间提供了一个框架来理解普朗克尺度物理学中的现象。然而，没有任何直接的实验证据来证明非对易空间的存在。我们提出了一个基于纳米量子力学中Aharonov-Bohm效应的实验方案来探测非对易相空间中的现象。通过Seiberg-Witten映射，非对易相空间中纳米环的自由电子可以等价地映射到具有额外有效磁通量的量子力学（海森堡代数）相空间中.我们引入了两个与环中持续电流有关的变量来探讨非对易相空间效应。我们给出了一个与值无关的判别准则来判定非对易相空间的存在性。即非对易相空间的存在与否只取决于曲线的走向，而不取决于观测数据的值。该格式可望捕捉到非对易相空间效应。
2017-02-03 quant-ph
A scanning resonator for probing quantum coherent devices
本文实现了一种扫描谐振器，无需片上超导谐振器即可对量子相干器件进行可调相干耦合探测，并成功表征了多个transmon量子比特的能谱与相干时间，为circuit QED测量量子比特平台提供了新工具。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observing different quantum trajectories in cavity QED
量子跳跃的实验观察是单个开放量子系统的一个例子，当被监测时，它会根据测量结果的随机轨迹演化。在这里，我们提出了一个建议，允许在腔QED系统中的一个更大的类的量子轨迹的实验观察。特别是，我们的计划允许监测工程热浴，这是至关重要的探测纠缠衰变和纠缠保护最近的建议。该方案依赖于一个三能级原子与一个腔模的相互作用，腔模同时扮演系统和探测器的角色。如果探测到原子，腔场的演化遵循量子轨道，反之亦然。
2011-02-05 cond-mat.supr-con quant-ph
Probing the Hotspot Interaction Length in NbN Nanowire Superconducting Single-Photon Detectors
我们测量的最大距离，在这两个吸收的光子可以联合触发检测事件在NbN纳米线超导单光子探测器（SSPD）微桥通过比较单光子和双光子效率的不同的总长度的桥梁，从0到400 nm。我们发现长度为$23 \pm 2$ nm。这个值是在良好的协议与准粒子云的大小在检测事件的时间。
2016-07-11 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
A spin quantum bit with ferromagnetic contacts for circuit QED
我们从理论上提出了一种基于双量子点与铁磁元素接触的自旋量子比特方案。界面交换效应使自旋的全电操纵和超导共面波导腔的可切换强耦合成为可能。我们的设置不依赖于任何特定的能带结构，并且原则上可以用许多不同类型的纳米导体来实现。这允许设想片上单自旋操纵和读出使用腔QED技术。
2010-10-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Light-matter interaction at the transition between cavity and waveguide QED
本文通过冷原子与含纳米光纤的纤维环谐振器耦合实验，研究腔QED到波导QED的过渡，发现谐振器增长会使拉比振荡消失并出现非马尔可夫特征。
2023-02-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Probing the geometry dependence of the Casimir-Polder interaction by matter-wave diffraction at a nano-grating
本研究比较计算 Casimir–Polder 势的多种近似与方法，分析其对纳米光栅物质波衍射图样的影响，并指出该作用在狭缝前后 25 nm 范围内均不可忽略。
2025-05-15 physics.atom-ph quant-ph
Probing tiny motions of nanomechanical resonators: classical or quantum mechanical?
我们提出了一种光谱方法来探测纳米机械谐振器（NAMR）的微小振动，这可能会揭示经典或量子行为取决于退相干诱导环境。我们的建议是基于在超导传输线谐振器（TLR），这是{ \it间接}耦合到NAMR通过一个可控的约瑟夫森量子比特作为量子换能器的电压波动谱的检测。NAMR的经典（量子力学）振动引起量子位能级的对称（非对称）斯塔克位移，这可以通过TLR中的电压波动来测量。因此，NAMR的运动，包括它是否是量子力学的，可以通过检测TLR的电压波动谱来探测。
2006-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Transfer matrix approach to determining the linear response of all-fiber networks of cavity-QED systems
本文提出了一个半经典模型，用来描述包含腔、光纤和原子的基本量子光学系统的线性响应。使用散射波（传输矩阵）方法制定透射和反射光谱，计算变得容易扩展。为了证明这种方法有多有用，我们考虑一个简单的量子网络的例子，即，通过光纤连接的两个腔QED系统。我们的准精确的传输矩阵方法和单模，线性化的量子光学模型之间的差异证明了最近的实验与耦合纳米纤维腔QED系统的参数。
2019-12-04 physics.app-ph quant-ph
Probing the quantum coherence of a nanomechanical resonator using a superconducting qubit II: Implementation
我们描述了一种可能的实现方式的纳米力学量子叠加生成和检测方案中描述的前面，同伴论文[Armour AD和Blencowe M P 2008新。J. Phys.该实施方案是基于电路量子电动力学（QED）的设置，与额外的机械自由度形成了一个悬浮的，双钳位段的超导回路的直流SQUID位于直接相对的中心导体的共面波导（CPW）。讨论了两种基于SQUID的量子比特实现的相对优点，特别是电容耦合电荷量子比特和电感耦合通量量子比特。结果发现，这两种实现是同样有前途的，具有可比的量子位机械谐振器模式以及量子位微波谐振器模式耦合强度。
2008-04-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Probing the quantum behaviors of a nanomechanical resonator coupled to a double quantum dot
提出了一种电流相关谱方法来研究纳米机械谐振腔的量子行为。NAMR耦合到双量子点（DQD），其充当量子换能器并且进一步耦合到量子点接触（QPC）。通过测量QPC的电流相关谱，确定了DQD能级的位移，该位移取决于NAMR中的声子占据。因此，可以观察到NAMR的量子行为。特别是，NAMR冷却到量子状态可以被检查。此外，还研究了DQD和NAMR之间的耦合强度对这些能量移动的影响。我们还研究了由于电荷探测器对DQD的反作用对QPC的电流相关谱的影响。
2012-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing Spontaneous Wave-Function Collapse with Entangled Levitating Nanospheres
波函数坍缩模型被认为是标准量子力学在宏观层次上的修正理论。通过在薛定谔方程中引入非线性随机项，这些模型做出了与标准量子力学不同的预测，即从根本上不可能在宏观叠加中制备宏观系统。这些模型的有效性只能通过实验来检验，因此非常需要这种实验的有效协议。在这里，我们提供了一个协议，能够探测假设的崩溃效果的纠缠的质量中心运动的两个纳米球光学困在一个法布里-珀罗腔。我们发现，崩溃噪声的结果在大幅度减少的稳态纠缠和纠缠，有和没有崩溃的效果，显示出可区分的缩放与某些系统参数，这可以用来明确地确定这些模型的效果。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Short-time quantum detection: probing quantum fluctuations
在这项工作中，我们研究的信息所提供的检测器点击的状态，最初激发的两个能级系统。通过计算相应的条件概率的时间演化超出了旋转波近似，需要短时间的分析，我们表明，在检测器中的点击与源的衰变只为长时间的相互作用。在短时间内，非旋转波近似效应，如探测器的自激，禁止对探测器读数进行天真的解释。这些效应可能出现在电路QED实验中。
2011-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Optically probing the detection mechanism in a molybdenum silicide superconducting nanowire single-photon detector
我们实验研究了曲折的硅化钼（MoSi）超导纳米线单光子探测器的检测机制，通过表征的检测概率作为偏置电流在750至2050 nm的波长范围内的函数。与以前对氮化铌（NbN）或硅化钨（WSi）探测器的一些观察相反，我们发现在这个范围内能量-电流关系是非线性的。此外，由于在整个波长范围内存在饱和检测效率，我们精确地量化了曲线的形状。这使得他们的功能，这是指示法诺波动和位置依赖性的影响进行了详细的研究。
2016-11-24 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Probing biological light-harvesting phenomena by optical cavities
我们提出了一个驱动的光腔量子电动力学（QED）设置旨在直接探测光合生物分子的能量传输动力学。我们表明，有关能量转移路径和激子态的离域的详细信息可以推断（和激子能量估计）从所发射的光子的统计特性。这种方法为我们提供了一种新的光谱工具，用于询问生物系统的量子光学现象，通常用于原子或固态系统，例如被困原子和半导体量子点。
2011-10-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.optics
