Phase shift of a weak coherent beam induced by a single atom
Syed Abdullah Aljunid, Meng Khoon Tey, Brenda Chng, Timothy Liew, Gleb Maslennikov, Valerio Scarani, Christian Kurtsiefer
本文报道了在马赫-曾德尔干涉仪中直接测量单个Rb-87原子对弱相干光束的相移。实验观察到约1度的最大相移。
We report on a direct measurement of a phase shift on a weak coherent beam by a single Rb-87 atom in a Mach-Zehnder interferometer. A maximum phase shift of about 1 degree is observed experimentally.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
The Standard Quantum Limit of Coherent Beam Combining
相干光束组合是指通过合并具有锁定的相对相位的独立输入光束来生成明亮的输出光束的过程。我们报告的第一个量子力学噪声极限计算相干光束合并和比较我们的结果量子限制放大。我们的相干光束组合方案是基于光学傅里叶变换，这使得该方案与集成光学兼容。该方案可以针对任意数量的输入光束进行布局，并且对于大量输入接近散粒噪声极限。
Bayesian approach to coherent combination of single photon beams
本文在光子匮乏条件下，基于最优贝叶斯相位校正协议从第一性原理研究两光束相干合成效率与相位波动强度的关系。
Bipartite entanglement of multipartite coherent states using quantum network of beam splitters
研究了利用一个包含k个分束器的量子网络产生多体纠缠SU（k+1）相干态。我们特别研究了多体SU（2）相干态（k = 1）中的纠缠。我们用并发度来衡量两体纠缠的程度。
Comment on 'Entanglement of photon-added nonlinear coherent states via beam splitter'
Honarasa、Bagheri和Gharaati [1]研究了分束器介导的非线性加光子相干态纠缠。我们认为，这项工作包含的线性熵和曼德尔参数的数值计算错误，导致错误的结论。我们指出了可能的错误，并描述了必要的更正。基于我们的论点的结论是在与以前发表的文献完全一致。
Bipartite and Tripartite Entanglement of Truncated Harmonic Oscillator Coherent States via Beam Splitters
引入一类特殊的截断Weyl-Heisenberg代数，并讨论了相应的希尔伯特表示和解析表示.随后，我们研究了光束分裂的量子网络对这类非线性谐振子相干态的影响。我们特别关注涉及一个和两个分束器的量子网络，并使用线性熵检查二分和三分纠缠的程度。
Complete energy conversion between light beams carrying orbital angular momentum using coherent population trapping for a coherently driven double-Λatom-light coupling
提出了一种在双Λ原子-光耦合的冷原子云中实现轨道角动量激光脉冲之间完全能量转换的方法。一对共振的空间相关的控制场使原子处于位置相关的相干布居囚禁态，而一对弱得多的涡旋探测光束在相干驱动的原子介质中传播。利用绝热近似，导出了探测光束的传输方程。我们考虑的情况下，第二个控制字段是不存在的原子云的入口处和第一个控制字段在原子介质的结束时变为零。在这种情况下，入射涡旋探测光束可以将其OAM转移到生成的探测光束。我们表明，这种能量转换的效率接近绝热条件下的单位。另一方面，通过使用空间独立的控制场分布，最大转换效率仅为1/2。
Coherent light in intense spatio-spectral twin beams
采用一个建议的量子模型，以相同的方式处理信号，闲频和泵浦场，分析了在该制度与泵浦耗尽产生的强烈的空间光谱孪生光束。该模型假设信号和闲频场的形式的广义叠加的信号和噪声，并揭示了非零信号相干分量在这两个领域，相反，早期开发的模型。阐明了相干分量对强流孪生光束特性的影响。在和频产生过程中形成的干涉图样和Hong-Ou-Mandel干涉仪的干涉图样被证明能够实验证实相干分量的存在。
Distinguishing Coherent States from Phase-Mixed Coherent States with Only a Variable Beam Splitter and Single-Photon Detector, In Principle
通常假设，在没有某种形式的基于正交的层析成像的情况下，具有单光子灵敏度的开关探测器不能区分相干态和相位混合相干态。在这里，我们表明，这是理论上可以区分这些国家没有正交为基础的方法，通过比较真空概率的一个输出端口的可变分束器（VBS），有两个不同的相位混合相干态作为其输入的著名的情况下，双相干态输入。作为应用，本文提出了一种利用开关型单光子探测器测量VBS输出粒子数来检验激光场在给定时间内是否处于相干态的方法。不幸的是，目前技术的时间限制禁止这种简单的测试，但该技术可能在未来变得实用。
A New Tripartite Coherent-Entangled State Generated by An Asymmetric Beam-Splitter and Its Applications
提出了一种新的三方相干纠缠态$\ket{β,γ, x}_{μντ}$，它同时具有相干性和纠缠性。我们研究了它的完备性和正交性，发现它可以构成三方CES的一个表示。提出了一种利用非对称分束器产生三方CES的方案。最后介绍了三方CES在量子光学中的应用。
Quantum interferometry using coherent beam stimulated parametric down-conversion
我们展示了如何刺激参数过程可以在实验中超过衍射极限，以克服低能见度的问题，通过使用自发下转换操作在高增益制度。我们进一步显示了增强的计数率的几个订单时，刺激参数的过程。双光子计数和可见度都可以通过激发相干光的相位来控制。
Optimal cloning of coherent states with a linear amplifier and beam splitters
提出了一种实现相干态最佳对称N到M克隆的变换。它的实现只需要一个相位不敏感的线性放大器和分束器网络。因此，这种连续变量克隆机的实验演示应该在当前技术的范围内。指出了最佳量子克隆与量子态最佳放大之间的联系。
Photon Distribution Function for Long-Distance Propagation of Partially Coherent Beams through the Turbulent Atmosphere
利用光子密度算符函数计算了光束在湍流大气中的传输。导出了光子分布函数的动力学方程，并用特征线法求解。光波的相关性描述的光子轨迹，取决于波动的折射率。结果表明，线性和二次扰动产生相当大的影响，长距离传播。二次项的示出，以抑制波的相关性与不同的波矢量。我们研究了部分相干光束（光束的初始空间相干性被部分破坏）的强度起伏。我们的计算表明，它是可能的，以显着减少强度波动，通过使用部分相干光束。导致这种明显减少的物理机制类似于Hanbury-Braun，Twiss效应。
Further evidence of antibunching of two coherent beams of fermions
我们描述了一个实验，证实了非相互作用热中子束的反聚束效应的证据。记录的结果与高能量分辨率的中子源和那些记录与广泛的能量分辨率的源之间的比较，使我们能够澄清的反聚束效应的发生中所发挥的作用的光束相干性。
Quantum Teleportation with Entangled States given by Beam Splittings
严格讨论了由光束分裂产生相干纠缠态的量子隐形传态。分束的数学方案已被用来研究量子通信和量子随机。我们讨论了在以下两种情况下利用相干态的量子隐形传态过程：（1）从相干态中删除真空部分，其补偿提供了一个从Alice到Bob的完美的量子隐形传态。(2)使用完全真实的（物理）相干态，它给出了一个非完美的隐形传态，但表明当相干矢量的平均能量（密度）达到无穷大时，它是精确的。
Noise Effects on Entangled Coherent State Generated via Atom-Field Interaction and Beam Splitter
本文介绍了在腔量子电动力学和分束器中利用原子与光场相互作用制备二模和三模纠缠相干态的一种可控方法。产生的态在线性光学、量子计算和隐形传态中起着核心作用。我们特别关注量子比特、量子三重态和量子三重态，并利用纠缠测度研究了它们之间的纠缠。此外，我们说明了由于噪声信道的ECS的退相干特性，使用负性措施。最后讨论了噪声对一夫一妻制不等式的影响。
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。
Entanglement of a cavity light produced by a superposed two-mode coherent and subharmonic light
借助于量子朗之万方程的解，我们计算了双模相干腔光束和亚谐波腔光束的Q函数。然后，我们确定了叠加的双模相干和亚谐波腔光束的Q函数。借助于腔光束的相关Q函数，我们确定了光子统计、正交统计和纠缠。我们得到了叠加的双模相干亚谐波腔光束处于压缩态，压缩发生在正正交。此外，我们的分析表明，在稳态和阈值时，双模相干和亚谐波叠加光束在双模真空态能级以下有一个最大压缩$25\%$。我们还清楚地证明了叠加的双模光束在稳态和阈值下都是纠缠的，并且在具有$75\%$纠缠度的高关联压缩光子中也观察到了这种纠缠。
CNOT on Polarization States of Coherent Light
我们提出了一种用于量子计算的CNOT门。CNOT操作基于三活性分子的存在，三活性分子在一个方向上具有偶极矩并引起线偏振光的偏振平面的旋转，并且在垂直方向上具有磁矩。入射的线偏振激光束被分束器分成两束。在一个射束中，准备控制状态，而另一个射束是目标。两束光在含有三活性分子的溶液中偏振态的相互作用可以用CNOT中两个量子比特的相互作用来描述。
A new Coherent-Entangled state generated by an asymmetric beam splitter and its applications
提出了一种新的三分量非对称坐标相干纠缠态（TNCCES）$ | β,γ,x >$，它同时具有相干性和纠缠性，构成了一种新的量子力学表象，并研究了TNCCES的完备性和正交性，证明了它是一个三分量完备连续坐标基.提出了一种利用非对称分束器产生TNCCES的方案。在TNCCES的应用中，我们找到了相应的Wigner算符，并给出了它的边缘分布形式，进而提出了一种新的三重纠缠压缩算符。本文还讨论了多体CES及其产生。
Experimental investigation of a coherent quantum measurement of the degree of polarization of a single mode light beam
提出了一种直接测量偏振度的新方法。它是相干量子测量的第一个实际实现之一，即在单重态上的投影。我们的第一个结果证明了该方法的成功操作。然而，由于目前使用的非线性晶体，它的应用局限于光谱宽度大于~ 8 nm。
Optimal cloning of single photon polarization by coherent feedback of beam splitter losses
光场可以通过测量在反射率为R的分束器处反射的场幅度并将与测量结果成比例的相干幅度添加到透射场来放大。通过将这种放大方案的量子光学实现应用于单光子输入，可以克隆光子的偏振态。当放大增益因子等于1-R的平方根的倒数时，单光子偏振的最佳克隆是可能的。
A Beam Splitter for Guided Atoms on an Atom Chip
我们设计并实验研究了一种简单的原子分束器，它采用Y形载流导线和偏置磁场。这种分束器和其他类似的设计可以用来构建介观尺度上的原子光学元件，并将它们集成到物质波量子线路中。
Coherent Control of Atom-Atom Interactions and Entanglement using Optical Fields
双光子光学跃迁结合长程偶极-偶极相互作用可用于对不同原子组成的集体亚稳态的相干操纵。我们表明，它是可能的诱导光学共振伴随着原子态的纠缠叠加的产生。这种共振可用于使用凝聚相中的光激发单原子（杂质）来实现量子逻辑门。
Coherent Decays of Atoms
重新考虑这项工作。
Atomic Coherence Induced Macroscopical Entangled Coherent State
这篇论文被撤回了
Tunable coherent microwave beam splitter and combiner at the single-photon level
针对光学与微波系统对分束/合束组件的需求，本研究提出采用频率可调谐超导人工原子的非线性分束器与合束器，实现单光子水平信号透明度0-1可调及相干光束合并与干涉条纹生成。
Coherent States for the Hydrogen Atom
为氢原子（束缚态部分）寻找相干态的长期问题得到了积极的解决。有关国家：（i）被归一化并连续地参数化，（ii）承认具有正测度的统一的分辨率，以及（iii）享受由氢原子哈密顿量引起的任何相干态的时间演化在所有时间保持相干态的性质。
Generation of directional, coherent matter beams through dynamical instabilities in Bose-Einstein condensates
本文对具有不等散射长度的耦合二态玻色-爱因斯坦凝聚体进行了理论分析，并证明了动力学不稳定性是可以激发的。我们证明，这些不稳定性是指数放大，导致高方向性，相反传播，相干物质光束在特定的动量。要做到这一点，我们证明了我们的系统的平均场是周期性的，并延长标准的Bogoliubov方法考虑一个时间依赖的，但循环的背景。这使我们能够使用Floquet定理来获得对此类系统的分析见解，而不是采用通常仅限于数值解的Bogoliubov-de Gennes方法。我们将我们的理论应用于Dall等人的亚稳态氦原子激光实验[Phys. Rev. A 79，011601（R）（2009）]，并表明它解释了他们观察到的异常光束轮廓。最后，我们证明了成对粒子束在形成时会发生EPR纠缠。
Density matrix of the superposition of excitation on coherent states with thermal light and its statistical properties
提出了一种用热噪声相干态叠加激发态描述的光束密度矩阵，并计算了其在Fock空间中的矩阵元。导出了SECST波束传输的最大信息量。它比相干光的大，并随激发光子数的增加而增大。通过计算密度矩阵的Wigner函数，证明了该矩阵的非经典性.
Coherent atom-trimer conversion in a repulsive Bose-Einstein condensate
我们表明，使用一个广义的原子-分子暗态允许增强相干创建的三原子分子在一个排斥性原子玻色-爱因斯坦凝聚体，进一步增强的情况下，可能通过两个化学反应通道之间的建设性干涉的异质三聚体。
Coherent backscattering of light from saturated atoms
本文综述了在强激光场饱和下，冷原子相干后向散射过程中非弹性过程的影响。
Generation of coherent superposition of Fock states in a cavity. Entanglement of atomic coherent states
构造了一种制备相干叠加电磁场Fock态的方案。利用腔场与四能级原子的强相互作用，在腔内产生叠加态。我们证明了仅仅通过改变光场的相对延迟就可以产生所需的任意叠加的腔Fock态的可能性。然后，作为我们模型的另一个应用，我们研究了使用与腔场和激光场的不同相互作用序列来产生中性四能级原子纠缠的方法。
Conditional Generation Scheme for Entangled Vacuum Evacuated Coherent States by Mixing Two Coherent Beams with a Squeezed Vacuum State
研究了在两个级联分束器中产生高纯度纠缠真空抽真空相干态（$|0>|α>^0 - |-α>^0 |0>$）的条件。控制光束的振幅和相位允许以高纯度操纵真空抽空相干态（$|α>^ 0 = |α> -e^{-|α|^2} |0> $）直到$α= 2.160$的各种振幅。
Macroscopical Entangled Coherent State Generator in V configuration atom system
本文提出了一种制备纯的宏观纠缠相干态的方案。当一个V型三能级原子与一个双合理腔场相互作用时，在强经典驱动条件下，真空场可以产生纠缠相干态。给出了该系统在腔损耗存在下的解析解。
Coherent inelastic backscattering of intense laser light by cold atoms
我们提出了一个非微扰处理强激光从冷原子的相干后向散射，并预测一个非零的后向散射信号，即使在非常大的强度，由于建设性的（自）非弹性散射光子的干涉。
HIgh-Noon States with High Flux of Photons Using coherent Beam Stimulated Non-Collinear Parametric Down Conversion
我们展示了如何在光学干涉仪内以高计数率达到高保真NOON状态。最近的研究表明，通过在分束器处混合压缩光和相干光，可以产生保真度高达94%的任意N的NOON态。(Afek I.等人Science 328，879（2010））。该方案基于“量子”下转换光和“经典”相干光之间的高阶干涉。然而，这需要优化经典光与量子光的振幅比，从而限制干涉超分辨率信号的总计数率。我们建议使用相干光束激励的非共线下转换光作为输入的干涉仪。我们的方案是基于激发非共线参量下转换的双模相干光。在产生NOON态时，我们有更好的选择振幅比的灵活性。这使得超分辨率强度超过先前方案许多数量级。因此，我们希望通过使用明亮的光源来提高量子干涉测量中任意N倍超分辨率的大小。我们给出了N=4和5时的一些结果。
One-Mode Wigner Quasi-probability Distribution Function for Entangled Coherent States Generated by Beam Splitter and Cavity QED
本文利用位移算符和宇称算符构造了两个相干态的叠加态。通过从50-50分束器传输这种叠加，产生了类似ECS的双模量子比特。此外，我们还介绍了在腔QED和分束器中利用原子与光场相互作用制备类量子态ECS的可控方法。我们将证明双模ECS的约化密度矩阵的Wigner函数的峰的距离是纠缠敏感的，可以作为纠缠的证据。为了证实这一结果，我们用并发测度比较了ECS的两体纠缠与Wigner函数峰值的行为。此外，我们调查的退相干效应的维格纳函数，所产生的通过噪声信道传输ECS的。
Conditional Generation Scheme for a High-fidelity Yurke-Stoler States by Mixing Two Coherent Beams with Squeezed Vacuum State
对两个级联的分束器，分别以一个压缩态和两个相干态作为输入，得到了产生高保真Yurke-StyreneTM态（$|α>+ e^{i ψ} |-α>$）的数值条件。控制光束的振幅和相位，允许以超高保真度操纵各种Yurke-Strongly态，并且预期的理论保真度大于0.9999。
Symmetry breaking and entropy production during the evolution of spinor Bose-Einstein condensate driven by coherent atom beam
自旋态简并的旋量凝聚体为研究量子力学和统计物理的边缘问题提供了一个独特的平台。研究了凝聚态在相干原子束散射下的演化。计算了随时间变化的磁化强度、纠缠熵、热熵和熵产生率。在演化过程中发现了一种新的自发对称性破缺现象，表明入射原子束的自旋相干态可以控制凝聚态的自旋分布，从而为研究凝聚态的自旋分布提供了一种新的途径
Measuring mode indices of a partially coherent vortex beam with HBT type experiment
部分相干涡旋（PCV）光束的交叉关联函数（CCF）与径向模和方位模折射率之间存在着强的关联。然而，以往的方案难以在实际系统中测量CCF，特别是在天文目标的情况下。本文从实验上证明了Hanbury Brown和Twiss效应可以用来测量原始涡旋光束的模折射率，并研究了PCV光束的空间相干宽度与CCF特性之间的关系。我们所采用的技术是相当有效和强大的，它可能是有用的自由空间通信和天文学领域的光子的轨道角动量。
Generalized flux trajectories: New insights into partially coherent Airy beams
本文针对部分相干艾里光束相干性与功率下降的效应问题，提出基于傍轴部分相干光束广义通量轨迹的研究方法，阐明光束空间弥散机制，且该方法可适用于任意相干度的结构光束。
Analysis of coherent quantum cryptography protocol vulnerability to an active beam-splitting attack
考虑了对相干量子密钥分发协议[相干单向（COW）协议]的一种新型攻击。攻击的主要思想在于单独测量被拦截的状态，并发送其余的状态不变。我们已经计算出的攻击参数的最佳值为任意长度的信道长度，并比较这种新的攻击与标准的分束攻击。
Atomic Ferris wheel beams
研究了在自由空间中运动的原子波包从一个适当剪裁的具有螺旋横向轮廓的光掩模衍射的情况下原子涡旋光束的产生。我们展示了如何这样的衍射方案可能导致生产的原子摩天轮光束。
Diagrammatic approach to coherent backscattering of laser light by cold atoms: Double scattering revisited
我们提出了一个图形推导的相干后向散射光谱从两个二能级原子使用泵探测的方法，其中的多重散射信号推导出从单原子的响应，并提供了一个物理解释的单原子积木。
Optical Lenses for Atomic Beams
从理论上研究了利用近轴激光束模式叠加产生原子光学透镜的方法。薄，宽，抛物面，圆柱形和圆形的原子透镜的数值孔径远大于文献报道的日期可以合成。这种叠加方法有望使高质量的原子束成像和纳米沉积成为可能。
Partially coherent Airy beams: A cross-spectral density approach
艾里光束在向前传播时具有形状不变性和自加速特性。虽然这些属性可以与光束的相干性，它已被揭示，他们也表现在部分相干的艾里型的情况下。本文通过引入和分析一类能量无限和有限的部分相干艾里光束，进一步研究了这些性质。本方法中的关键元素是所谓的交叉谱密度，它能够与量子密度矩阵直接连接，使得分析可导出到量子领域，以研究受不相干和退相干作用的Airy波包的动力学。如图所示，在无限能量光束的情况下，即使在完全不相干的情况下，只要光束的基本结构保持等于艾里光束的基本结构，这两个性质也被保持。在有限能量光束的情况下，一个更接近现实的情况下，作为实验光束不能有一个无限的扩展，它示出的传播范围沿这两个属性被保存可以保证。这由临界距离控制，临界距离取决于由支配随机场空间波动的扩展的参数确定的扩展范围。这样的距离是通过定义一个位置相关参数来确定的，该参数量化了传播光束和输入光束之间的重叠程度，该重叠程度被位移了与传播距离相等的量。
Localized Coherent Structures and Patterns Formation in Collective Models of Beam Motion
我们目前的应用变分-小波方法的三种不同的模型的非线性光束运动与潜在的集体行为：Vlasov-Maxwell-Poisson系统，包络动力学，束-束模型。我们的动力学变量的表示作为一个多分辨率（多尺度）的扩展，通过高本地化的非线性本征模的基础上的compensated小波基。数值模拟表明形成的相干结构和稳定的模式。
Deep-Space Optical Communication Receiver Based on Single Photon Coherent Beam Combination
本文提出了一种基于单光子相干光束组合的深空光学通信接收机，通过相干组合多个小孔径提高信噪比，从而在大噪声环境下提升信息传输速率。
Alteration in Non-Classicality of Light on Passing Through a Linear Polarization Beam Splitter
通过线偏振分束器，我们观察到双模压缩真空与简单相干光的混合物中的偏振压缩。压缩真空在偏振态上不受压缩，与相干光叠加时产生偏振压缩光。结果表明，在偏振分束器输出端产生的光的三个Stokes参量都是压缩的，压缩因子也依赖于相干光的参量。
Beam splitter and entanglement created with the squeezed coherent states of the Morse potential
Morse势与谐振子量子系统比较接近。因此，按照后者的思想，我们研究了利用压缩相干态的莫尔斯势作为分束器的输入场来产生纠缠的可能性。我们用线性熵度量了两类纠缠态的纠缠度，并研究了纠缠度与相干参数和压缩参数的依赖关系。新的结果与这些状态的概率密度和不确定性关系的观察有关。探讨了线性熵的动力学演化。
Suppression of Intensity Fluctuations in Free Space High-Speed Optical Communication Based on Spectral Encoding of a Partially Coherent Beam
提出了一种基于宽带脉冲激光辐射光谱编码的自由空间高速（Gbps）光通信系统的新概念。它示出，结合使用的部分相干激光束和一个相对较慢的光电传感器，可以抑制的数量级的距离超过10公里的反褶曲。我们还认为，从LED辐射的光谱编码作为一个千兆位速率的解决方案的“最后一英里”的问题和快速部署系统的灾难恢复。
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