Comparing cavity and ordinary laser cooling within the Lamb-Dicke regime
空腔介导冷却有可能成为将分子物质冷却到非常低的温度的最有效的技术之一。在本文中,我们分析了相对较大的腔衰减率kappa和相对较大的声子频率nu的单激光驱动的腔冷却。结果表明,在兰姆-迪克近似的有效范围内,腔冷却与普通激光冷却本质上是相同的。这是通过推导一组封闭的速率方程,并计算相应的稳态声子数和冷却速率。例如,当nu比kappa大得多或小得多时,最小定态声子数的标度分别为kappa ^2/16 nu ^2(强约束区)和kappa / 4 nu(弱约束区)。
2010-11-28 quant-ph
Extended JC-Dicke model for a two-component atomic BEC inside a cavity
本文研究了一个被囚禁的两组分原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),其中每个原子有三个能级,分别与一个光腔场、一个外经典光场和一个微波场耦合,形成所谓的$Δ$型结构.在消隐原子激发态后,在行波近似下导出了扩展的JC Dicke模型。在平均场方法的框架下,研究了该模型哈密顿量的标度基态能量和相图。揭示了微波场幅值改变符号时,一种新的相变。
2010-02-25 quant-ph
Elimination of the A-square problem from cavity QED
我们推广了Power-Zineau-Woolley变换,得到了任意几何边界条件下腔量子电动力学的正则哈密顿量。该哈密顿量不含A平方项和不同原子间的瞬时库仑相互作用。腔QED的单模模型(Dicke,Tavis-Cummings,Jaynes-Cummings)是合理的,由一个逐项映射到建议的微观哈密顿量。作为一个直接的结果,关于电磁场中原子的迪克相变的不可行论证的基础消失了。
2013-10-02 quant-ph
Drude weight, cyclotron resonance, and the Dicke model of graphene cavity QED
当二维电子气的回旋跃迁与腔光子模近似共振时,腔量子电动力学的Dicke模型在凝聚态中近似实现。我们指出,在强耦合极限下,腔回旋共振的Dicke模型必须补充一个在腔光子场中为二次的项,并抑制该模型向超辐射态的跃迁。我们开发的石墨烯腔回旋共振的理论,并表明,二次项,这是缺乏在石墨烯的低能狄拉克模型哈密顿量,在这种情况下动态产生的虚拟带间跃迁。
2012-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impurity-induced Dicke quantum phase transition in an impurity-doped cavity-Bose-Einstein condensate
利用掺杂腔-玻色-爱因斯坦凝聚体,提出了一种新的广义Dicke模型--掺杂Dicke模型(IDM).结果表明,当杂质原子的布居数达到临界值时,杂质原子可以诱导正常相到超辐射相的Dicke量子相变。结果表明,IDM具有无穷多个临界点的连续Dicke QPT,这与标准Dicke模型中只有一个临界点的情形有很大的不同.结果表明,杂质诱导的Dicke QPT可以发生在腔场与原子的任意耦合区域,而标准Dicke模型中的Dicke QPT只发生在腔场与原子的强耦合区域.这为在腔场与原子的中等甚至弱耦合区观察Dicke QPT开辟了一条途径。
2013-09-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Deterministic preparation of entangled Dicke states
Institute for Quantum Science and Engineering, Texas A&M University(德州农工大学量子科学与工程研究所);Department of Biological and Agricultural Engineering, Texas A&M University(德州农工大学生物与农业工程系)
本文提出一种失谐编程哈密顿量协议,可确定性制备任意指定自旋投影的Dicke态,该态可用于实现海森堡极限标度的量子传感。
2026-08-25 quant-ph
A protocol to preserve quantum coherence in cavity QED
我们考虑了腔QED器件中的量子退相干问题,并研究了薛定谔猫作为相干叠加沿时间保持的可能性。
1999-05-10 quant-ph
Teleportation of Cavity Field States via Cavity QED
本文讨论了两种腔场态的隐形传态方案。在第一个方案中,我们考虑在相干态中制备的腔,在第二个方案中,我们考虑在零和一个Fock态的叠加中制备的腔。
2004-10-29 quant-ph
Secret sharing of quantum information via entanglement swapping in cavity QED
提出了一种基于腔QED中纠缠交换的量子信息秘密共享方案。在我们的方案中,腔衰减和热场的影响都被消除了。
2006-01-21 quant-ph
A Cavity QED Implementation of Deutsch-Jozsa Algorithm
Deutsch-Jozsa算法是Deutsch算法的推广,Deutsch算法是第一个编写的算法。我们提出的方案,实现Deutsch算法和Deutsch-Jozsa算法通过腔QED。
2005-11-23 quant-ph
Extreme spin squeezing in the steady state of a generalized Dicke model
我们提出了一个方案,在腔QED系统中使用腔介导的拉曼跃迁来产生稳态原子自旋压缩,以设计有效的原子-光子相互作用,其中包括线性和非线性(色散)原子-腔耦合,在潜在的平等基础上。我们专注于一个政权的色散耦合是非常大的,并发现该系统的稳态实际上可以是一个强自旋压缩Dicke态,$|N/2,0\rangle$,原子系综。这些状态提供了海森堡有限的纠缠特性,并在整个原子系综中具有真正的多体纠缠。
2019-02-18 quant-ph
Scheme for the implementation of a universal quantum cloning machine via cavity-assisted atomic collisions in cavity QED
我们提出了一个在腔QED背景下实现Buzek [Phys.Rev.A54,1844(1996)]的$1\to2$通用量子克隆机的方案. et.al该方案要求原子之间的碰撞过程是腔辅助的,原子穿过真空态的非共振腔场。腔场仅被虚拟地激发以面对退相干问题。这就是为什么对腔品质因数的要求可以放宽。
2003-01-08 quant-ph
Secure quantum dense coding via tripartite entangled GHZ state in cavity QED
研究了利用纠缠GHZ态在三个用户之间安全编码经典信息的经济协议。我们在腔QED中实现了原子量子比特的方案,其中原子在经典场的帮助下同时与高度失谐的腔模相互作用。该方案对腔场衰减和热场不敏感,因此基于目前的腔QED技术是可能实现的。
2005-11-07 quant-ph
Secure quantum dialogue via cavity QED
利用腔QED中原子的演化规律,提出了一种基于腔QED的安全量子对话协议。本协议采用两步传输和酉运算编码。采用两种安全检查方法来保证其传输的安全性,以抵御外部窃听者的主动攻击。该协议利用腔量子电动力学中任意两个Bell态之间的纠缠交换和共享的秘密Bell态,避免了信息泄漏问题。与已有的基于腔QED的抗信息泄漏量子对话协议相比,该协议在量子测量方面具有优势。
2022-05-05 quant-ph
Phase-selective reversible quantum decoherence in cavity QED experiment
提出了一种新的可行的腔QED实验来分析量子互补和纠缠导致的可逆量子退相干。利用与环境的相位选择性操纵,它是演示如何互补特别是诱导可见性的保存,而量子退相干是更进步的,由于系统和环境之间的显着纠缠。这种效应可以直接观察到使用建议的腔QED测量。
2001-08-27 quant-ph
Scheme for preparation of W state via cavity QED
本文提出了一种利用腔QED产生多腔最大纠缠W态的物理方案。该方案所需的所有操作都是对相互作用时间进行一次调制。
2003-07-24 quant-ph
Entanglement distillation for atomic states via cavity QED
本文提出了一种利用原子碰撞在远离共振腔中实现非最大纠缠原子纯态的腔QED浓缩的物理方案。该方案最大的优点是在蒸馏过程中没有腔模的激发。因此对型腔的质量要求大大放宽。
2003-07-24 quant-ph
Generation of entangled photon pairs in optical cavity-QED: Operating in the bad cavity limit
我们提出了一个确定性产生偏振纠缠光子对的光腔QED方案,该方案即使在坏腔极限下也具有高保真度。该方案基于一个受激四能级原子与两个空光腔模的绝热相互作用过程。利用Monte-Carlo波函数模拟方法研究了腔-QED源的保真度及其在退相干情况下的纠缠性能。在坏腔的限制,接近一个预测的最先进的实验参数值的结晶度。
2008-12-28 quant-ph
Effective generation of entangled states and realization of quantum gate operations in cavity QED
由于一些问题,本文已被作者撤回。
2008-04-01 quant-ph
Generation of entangled states of two three-level atoms in cavity QED
提出了一个利用腔辅助碰撞产生两个三能级原子最大纠缠态的方案。由于腔场仅为虚激发,原子与腔场之间没有量子信息传递。
2003-03-04 quant-ph
Trapping of single atoms in cavity QED
通过将激光冷却和囚禁技术与腔量子电动力学(QED)技术相结合,在一个小的、高精细度的强耦合腔模中囚禁了单个铯原子。观察到的寿命为单个原子被困在腔模式是$τ\approx 28$ ms,并受到波动的光的力量所产生的远失谐腔内场。这种在腔QED中捕获原子的初步实现将使量子信息科学中的各种协议成为可能。
1999-08-02 quant-ph
Scheme for implementing quantum information sharing via tripartite entangled state in cavity QED
研究了利用腔QED中的三方纠缠态在两个用户之间安全地分配和重构单比特量子态的经济协议。我们的方案是不敏感的腔衰减和热场。
2006-08-05 quant-ph
Realization of the Dicke model using cavity-assisted Raman transitions
我们实现了一个开放版本的Dicke模型耦合两个超精细基态使用两个腔辅助拉曼跃迁。由于只有一个耦合的相互作用描述的Tavis-Cummings模型,我们观察到一个正常的模式分裂周围的色散位移腔的传输。这两种耦合的动力学描述的迪克模型,我们测量的发病超辐射散射到腔体以上的临界耦合强度。
2017-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Generalized Dicke model and gauge-invariant master equations for two atoms in ultrastrongly-coupled cavity quantum electrodynamics
本文提出超强耦合腔量子电动力学中两不同原子的广义Dicke模型,采用规范不变主方程确保多极与Coulomb规范结果一致,揭示了复杂耦合效应、额外共振及反交叉光谱特征。
2023-07-31 quant-ph
Atom-only descriptions of the driven-dissipative Dicke model
本文研究了在绝热消除腔模后,如何描述$N$二能级原子与腔模耦合的驱动-耗散Dicke模型的耗散自旋动力学.为此,我们推导出一个Redfield主方程,它超出了标准的长期近似和大失谐限制。我们发现,长期(或旋转波)近似和大失谐近似都导致不充分的主方程,未能预测的Dicke过渡或阻尼率的原子动力学。与此相反,完全Redfield理论正确地预测了相变和有效原子阻尼率。我们的工作为研究多模腔中原子的完整量子动力学提供了一个可靠的框架,其中完整模型的量子描述变得棘手。
2019-03-27 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
The Dicke model phase transition in the quantum motion of a Bose-Einstein condensate in an optical cavity
我们证明了激光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体在高精细度光腔中的运动实现了自旋-玻色子Dicke模型。迪克模型从正常到超辐射相的量子相变对应于原子从均匀到周期性图案化分布的自组织,高于临界驱动强度。计算了光子测量引起的反作用对基态的影响。
2009-12-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Controlling entanglement sudden death and birth in cavity QED
提出了一种通过施加和调节经典驱动场来控制腔量子电动力学系统中纠缠生灭的方案,该系统由两个相互作用的原子组成,每个原子与各自的真空场局域相互作用.
2009-06-07 quant-ph
C++QED: An object-oriented framework for wave-function simulations of cavity QED systems
我们提出了一个有效地进行Monte Carlo波函数模拟腔QED与运动粒子的框架。它在很大程度上依赖于C++中实现的面向对象编程范式,并且可扩展和适用于模拟开放的相互作用量子动力学。为用户提供了许多"元素“,例如泵浦移动粒子、泵浦损耗腔模式和各种相互作用,以组成复杂的相互作用系统,该系统包含在各种配置的电磁场中移动的若干粒子,并对这些系统进行波函数模拟。提供了一些工具,以促进新要素的实施。
2007-01-29 quant-ph
Proposal for direct measurement of concurrence via visibility in a cavity QED system
提出了一种直接测量两量子比特腔系统并发度的实验方案。它基于腔QED技术,利用原子作为飞行量子比特,并依赖于原子几率的两粒子可见性与腔系统的并发性的一致性。该方案适用于两量子比特腔系统的任意纯初态。
2008-04-21 quant-ph
Efficient scheme for atomic entangled states with cavity QED system
提出了一种在腔QED系统中制备原子纠缠态的方案。它利用两个系统之间的拉曼跃迁或受激拉曼绝热通道,使两个三态$Λ$型原子在单模腔中的基态纠缠。它不需要对腔场进行测量,也不需要原子检测,并且可以以确定性的方式实现。由于该方案对腔场衰减和原子自发发射都不敏感,所产生的纠缠态在量子信息处理中可能有一些有趣的应用。
2010-04-12 quant-ph
Generation of arbitrary Fock states via resonant interactions in cavity QED
我们提出了一个产生任意Fock态的方案|在腔QED中使用N个共振里德伯原子。原子与光场的相互作用时间通过斯塔克位移来控制,斯塔克位移的调整方式是每个原子向腔中传输一个光子,使原子探测变得无用。影响原子-场相互作用控制的涨落也被考虑。
2008-04-16 quant-ph
Scalable cavity-QED-based scheme of generating entanglement of atoms and of cavity fields
我们提出了一个基于腔QED的产生原子间纠缠的方案。该方案可扩展到任意数目的原子,并可用于产生各种多体纠缠态,如Greenberger-Horne-Zeilinger态,W态和团簇态。此外,通过原子与光子的角色转换,该方案还可以实现腔场间的纠缠。我们还介绍了一个方案,可以产生一个任意的多部场图状态。
2008-03-20 quant-ph
Continuous variable quantum cloning via the Cavity QED with trapped ions
提出了一种利用囚禁离子腔QED系统实现相干态最优$1\to N$克隆机的可行方案。在本方案中,腔模的副本作为克隆机的输出出现在振动模处,腔模作为辅助模实现克隆。进一步证明了这种系统可以产生多模量子态,从而实现远腔相干态的最佳对称$1\to N$遥克隆。
2001-12-07 quant-ph
Entangled States Generated via Two Superconducting Quantum Interference Devices(SQUIDs) in cavity QED
提出了一种利用微波脉冲在热腔中产生两个超导量子干涉器件纠缠态的方案。
2006-01-21 quant-ph
Two-photon nonlinearity in general cavity QED systems
我们研究了一般腔QED系统中的双光子非线性效应,包括弱耦合和强耦合,并考虑了原子的辐射损耗。单光子和双光子传播子的解析形式。通过测量这两种耦合机制,我们揭示了光子波包产生大的非线性依赖于腔Q值的条件。我们还讨论了辐射损耗对非线性的影响。
2004-03-16 quant-ph
Teleportation of Atomic States via Cavity QED for a Cavity Prepared in a Superposition of Zero and One Fock States
本文讨论了原子态的两种隐形传态方案。在第一个方案中,我们考虑原子在一个三能级级联配置,在第二个方案中,我们考虑原子在一个三能级λ配置。提出的实验实现利用腔量子电动力学,涉及里德伯原子与在$|ψ>_{C}=(|0> +|1>)/\sqrt{2}$态制备的微脉泽腔的相互作用
2004-10-29 quant-ph
Sub-Doppler Cavity Cooling Beyond The Lamb-Dicke Limit
我们调查的动力学腔冷却的单离子超出了兰姆-迪克制度,并证明了约50%的多普勒温度的冷却极限,使用高精细腔的第一次。我们还研究了离子腔发射的统计性质,并提出了一个模型,声子态的光子态的映射。利用这个模型,我们解释了在我们的实验中观察到的超泊松光子分布,并提出了一种方法来估计离子温度的实时方式的基础上的统计行为的光子发射从腔。
2013-04-19 physics.atom-ph quant-ph
Continuous pumping and control of mesoscopic superposition state in a lossy QED cavity
在这里,我们考虑连续泵浦的耗散QED腔和导出的依赖于时间的密度算符的腔场最初准备作为一个叠加的介观相干态。这种叠加的相干性的控制进行了分析,考虑到注入的二能级里德伯原子束通过腔。我们的治疗方法与其他方法进行了比较。
2000-02-17 quant-ph
Effects of Dicke superradiance in context of the one-atom maser
本文考虑微脉泽模型,研究了单原子脉泽中Dicke超辐射的影响。该模型包括一个微波腔,两个能级的里德伯原子被成对地抽运。我们考虑一种随机泵浦机制,它允许在任何时候腔中最多存在一对原子。我们分析了目前的系统,称为迪克微脉泽,和一个等效泵浦传统的单原子微脉泽之间的差异。这些差异归因于双原子系统中的Dicke合作性。我们还证明了双原子Dicke微脉泽与单原子级联双光子微脉泽是等价的。通过引入单光子失谐量,本理论进一步描述了真正的双光子微脉塞。详细讨论了单光子失谐量在单原子双光子微脉塞机制中的作用。这使我们指出,双原子腔动力学可以通过一个适当的标度从一个等效的单原子双光子微脉塞的结果进行验证。
2000-01-07 quant-ph
An Introduction to Quantum Computing using Cavity QED concepts
我们提出了一个简洁而完整的概念处理量子计算实现腔量子电动力学(CQED)。本文旨在为从其他领域进入该领域的专业人士提供简要概述,他们可能在技术培训期间没有讨论过量子计算背后的概念。
2012-10-08 quant-ph
Efficient and High-Fidelity Generation of Atomic Cluster State with Cavity-QED and Linear Optics
提出了一种利用腔量子电动力学(QED)和线性光学产生原子量子比特团簇态的方案。我们的计划是强大的不完美的因素,如耗散,光子损失,探测器效率低下。对该方案的实验可行性进行了讨论。
2007-03-14 quant-ph
Scheme for remote implementation of partially unknown quantum operation of two qubits in cavity QED
通过构造两个量子比特部分未知量子操作远程实现协议[王安民:PRA,\textbf{74},032317(2006)]的恢复操作,提出了一种在腔QED中实现该协议的方案.采用长寿命的里德伯原子作为量子比特,原子与腔场的相互作用是非共振的。最后,分析了该方案的实验可行性。
2007-01-27 quant-ph
Circuit QED Spectra in the Ultrastrong Coupling Regime: How They Differ from Cavity QED
本文分析电路QED中超强耦合下的光谱,发现与腔QED不同,系统与输出端口的耦合方式导致独特光谱特征。
2024-10-02 quant-ph
Enhanced Spontaneous Emission Into The Mode Of A Cavity QED System
我们研究了在正交偏振模的弱激发下,腔QED系统中由自发发射到模中的光。在腔QED的中间制度与可比的相干和退相干耦合常数,我们发现到未驱动腔模式的发射增强超过18.5倍的立体角所预期的模式。一个包含三个原子能级和两种偏振模式的模型定量地解释了这些观测结果。
2007-02-16 quant-ph
Universal Quantum Cloning in Cavity QED
我们提出了一种在腔量子电动力学(CQED)实验中实现通用量子克隆机[UQCM,Hillery和Buzek,Phys.Rev.A { \bf 56},3446(1997)]。该UQCM作用于与高$Q$腔的电磁场相互作用的原子的电子态。我们在这里讨论的具体情况下的$1 \to 2$克隆过程中使用一个或两个腔的配置。
2002-07-08 quant-ph
Implementation of three-qubit Grover search in cavity QED
利用三个里德伯原子与单模微波腔的共振相互作用,基于三量子比特量子门的思想[Phys.Rev.A73,064304(2006)],考虑了弱腔衰减条件下三量子比特Grover搜索算法的实现.我们模拟了在腔衰减影响下的搜索过程,并表明我们的方案可以有效地实现高保真度地找到标记态。所需的操作是非常接近的达到与当前的腔QED技术。
2007-07-03 quant-ph
Purifying two-bit quantum gates and joint measurements in cavity QED
使用腔QED设置,我们展示了如何实现一个特定的联合测量两个原子的容错方式。基于该方案,我们说明了如何实现量子通信的噪声信道时,本地操作受到错误。我们还提出了一个方案来执行和纯化一个通用的二位门。
1997-08-19 quant-ph
Dilute gas of ultracold two-level atoms inside a cavity; generalized Dicke model
考虑了原子质心运动和腔模变化对腔中超冷二能级原子气体的影响。我们使用广义Dicke模型,并分别分析了高斯和驻波模式形状的情况。由于原子的外部运动能与内部原子能和场能之间的相互作用,相图表现出标准Dicke模型中没有的新特征,如在正常相和超辐射相之间存在一级和二级相变。由于原子运动的量子描述,内部和外部原子的自由度是高度相关的,导致修改的正常和超辐射阶段。
2009-06-22 cond-mat.other quant-ph
Cavitylike strong coupling in macroscopic waveguide QED using three coupled qubits in the deep non-Markovian regime
我们引入了一个三量子比特波导QED系统来模拟最近实验中实现的探测量子比特嵌入类原子镜的腔-QED强耦合机制。然后,我们将这个系统扩展到深非马尔可夫制度,并展示了深远的作用,延迟上的着装共振,允许显着提高极化激元寿命(由许多数量级),调谐的共振,以及实现Fano的共振和同时耦合到多个腔模式。精确的格林函数解决方案的光谱共振,和量子动力学模拟使用矩阵乘积状态,在那里我们展示了额外的控制腔QED系统使用手性探针量子比特。
2021-06-30 quant-ph
Quantum Search with Two-atom Collisions in Cavity QED
我们提出了一个利用腔量子电动力学实现两量子比特Grover量子搜索算法的方案。圆形里德伯原子被用作量子比特(qubit)。它们与非谐振腔的电磁场相互作用。量子门动力学由腔辅助碰撞提供,对退相干过程具有鲁棒性。我们提出了详细的程序和分析实验的可行性。
2002-03-29 quant-ph
Entangling homogeneously broadened matter qubits in the weak-coupling cavity-QED regime
在分布式量子信息处理中,飞行的光子会纠缠被限制在腔体中的物质量子比特。然而,当物质量子比特被均匀加宽时,腔QED通常需要强耦合机制,这在实际的实验装置中很难实现。在这里,我们表明,高保真纠缠操作是可能的,即使在弱耦合制度,其中阻尼(退相,自发发射,和腔泄漏)压倒量子比特和腔之间的相干耦合。我们的建议使得分布式量子信息处理能够使用比以前要求低得多的技术来执行。
2012-05-01 quant-ph
Efficient multi-mode quantum memory based on photon echo in optimal QED cavity
本文提出在最优QED腔中利用多原子系综实现多模光子回波量子存储,解析给出效率可达100%的条件,并通过数值估算验证了其高效性。
2010-04-08 quant-ph
Information dynamics in cavity QED
在腔量子电动力学(QED)中,一个普通的实验装置是由一个二能级原子与光腔中的单模电磁场相互作用组成的。腔体由外部驱动,输出通过零差测量连续监测。我们推导出最佳速率的公式,在这些测量提供有关(i)的量子态的原子和电磁场组成的系统,和(ii)原子和场之间的耦合强度的信息。我们发现,这两个信息率是相关的。
2003-05-09 quant-ph