Exact quantification of bipartite entanglement in unresolvable spin ensembles
本研究提出一种利用置换不变性质精确量化不可分辨自旋系综中混合态二分纠缠的形式体系，可处理任意粒子数、有效角动量与二分体，并揭示了多种物理场景下的纠缠特性，助力自旋系综量子技术发展。
2025-11-03 quant-ph
Beyond pure state entanglement for atomic ensembles
我们分析了量子物质-光界面中原子系综之间的多体纠缠。在我们的方案中，一束偏振光依次穿过几个偏振原子系综，它们以给定的角度α_i撞击在每一个原子系综上。这些角度是塑造纠缠的关键参数，因为它们直接与被压缩的集体原子自旋的适当组合有关。我们利用这样的计划超越纯态范式，提出现实的实验设置，以解决连续变量的多体混合态纠缠。
2011-11-04 quant-ph
Entanglement distillation for quantum communication network with atomic-ensemble memories
原子系综具有较长的相干时间和与光子非线性相互作用的集体增强效应，是量子通信网络的有效存储节点。本文研究了利用腔量子电动力学中的单光子输入-输出过程实现非局域原子系综纠缠蒸馏的可能性。给出了一个参数已知的部分纠缠纯态两原子系综系统的最优纠缠浓缩方案（ECP）和一个参数未知的部分纠缠纯态系统的有效ECP方案.对于处于混合纠缠态的系统，我们提出了一种利用PCD的纠缠纯化方案。这些纠缠蒸馏协议具有较高的保真度和效率，与现有的实验技术，它们是有用的量子通信网络与原子系综存储器。
2014-10-01 quant-ph
Converting entanglement into ensemble basis-free coherence
该研究针对量子态系综相干性度量问题，提出两种从固定纠缠量生成系综相干性的方法，揭示了纠缠与系综相干性的定量关系，为理解量子资源转化提供了新视角。
2025-09-30 quant-ph
Entanglement of orbital angular momentum states between an ensemble of cold atoms and a photon
近年来，利用集体增强技术成功地实现了原子系综与单光子的纠缠[D. N. Matsukevich，\textit{et al.}，物理学评论快报。\textbf{95}，040405（2005）.]，其中原子内态和光子偏振态以非局域方式关联。在这里，我们通过实验阐明了在原子系综和光子系统中，也存在着与空间自由度有关的纠缠。讨论了远程原子系综之间高维纠缠的产生及其在凝聚态物理中的应用。
2008-01-30 quant-ph
Preparation of multi-party entanglement of individual photons and atomic ensembles
提出了一种实验上可行的产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型最大纠缠的方案。与以往方案不同的是，这种纠缠可以根据不同的应用场合选择在原子系综（静止量子比特）和单个光子（飞行量子比特）之间进行，物理要求不高，符合现有的实验技术。
2003-11-01 quant-ph
Heralded Entanglement between Atomic Ensembles: Preparation, Decoherence, and Scaling
两个原子系综中的集体激发之间的纠缠被概率地产生、存储并转换为单光子场。利用纠缠度，定量描述了纠缠随激发几率的标度行为以及导致纠缠衰减的各种关联的时间动力学.推导出了集体原子态为0.9 \pm 0.3时的并发度的下界。还观察到纠缠度随存储时间的衰减，并与局域动力学有关。
2007-09-19 quant-ph
Entanglement of the orbital angular momentum states of the photons generated in a hot atomic ensemble
量子协议将更有效地与高维纠缠态。携带轨道角动量的光子可以用来产生高维纠缠态。在本文中，我们实验证明了在热原子系综中利用自发四波混频产生的Stokes光子和反Stokes光子之间的轨道角动量纠缠。实验还表明，热原子系综与Stokes光子之间存在与空间自由度有关的纠缠。
2008-07-01 quant-ph
Entanglement Concentration for two atomic ensembles using an effective atom-light beamsplitter
我们提出了一个协议，用于增加两个原子系综之间的纠缠的基础上应用一个近似的原子光分束器变换两个系综。该有效的非对称原子光分束器是通过偏振光与自旋极化原子系综之间的双程量子非破坏相互作用产生的，该相互作用源自线性偶极相互作用。纠缠集中协议本身使用普罗克勒斯坦方法，类似于Browne等人[2003 Phys Rev A 67 062320]首先为光设计的方法，并且包括相互作用后的光子计数作为所需的非高斯元素。我们计算输出对数负在这个计划中，并表明，宏观合奏之间的纠缠可以增加与那些光计划的概率相媲美，即使使用低效率的开关检测器。
2011-08-12 quant-ph
Method for in-solution, high-throughput T1 relaxometry using fluorescent nanodiamonds
荧光纳米金刚石（FND）已被开发为纳米级化学和生物传感应用的敏感量子探针，迄今为止，大多数演示依赖于单个FND的检测。这对测量时间、通量和测量结果的统计显著性造成了很大的限制，因为FND样品中通常存在明显的不均匀性。在这里，我们已经开发了一个测量平台，可以报告T1自旋弛豫时间从一个大的合奏FND在解决方案。我们首先描述了一个完善的传感协议，这种方式，然后用它来确定最佳的FND大小的顺磁性目标的检测。我们的方法是简单的设置，强大的，可用于快速材料表征或各种原位量子传感应用。
2022-11-27 physics.app-ph quant-ph
Robust entanglement between a movable mirror and atomic ensemble and entanglement transfer in coupled optomechanical system
提出了一种在光机耦合系统中实现可动镜与原子系综宏观纠缠的方案。在实验上可获得的参数制度，我们表明，在我们的计划中的二分连续变量纠缠的临界温度可以从以前的24 K [Vitali { \it et al.}，物理修订信函\textbf{98}，030405（2007）]和20 K [基因{ \it等人}，Phys. Rev. A \textbf{77}，050307（R）（2008）]至32 K。我们还研究了基于这种耦合系统的纠缠转移。该方案可用于实现连续变量量子信息处理和量子极限位移测量的量子存储器。
2016-02-02 quant-ph
Dynamical stability of entanglement between spin ensembles
我们研究了环境中两个自旋系综纠缠的动力学稳定性。为了进行比较研究，我们考虑了两种情况：一个单一的自旋系综，和两个系综线性耦合到一个浴缸，分别。在这两种情况下，我们假设的有效性的马尔可夫近似的浴缸。我们研究的鲁棒性的状态的线性熵的增长，它给出了一个衡量系统的纯度。我们发现两个自旋系综的宏观纠缠态可以稳定地存在于一个共浴中。这一结果对于在普通噪声环境甚至稳定的宏观记忆中产生和检测宏观纠缠可能是非常有用的。
2009-03-03 quant-ph
Mesoscopic entanglement of atomic ensembles through non-resonant stimulated Raman scattering
提出了一种利用非共振受激拉曼散射产生和验证两原子系综介观纠缠的方案。纠缠可以通过直接检测或平衡零差检测来自两个池的斯托克斯场，在它们在分束器上干涉之后产生。在读出过程中，集体原子场的纠缠可以转移到反斯托克斯场。通过测量反斯托克斯光场的算符矩，我们可以验证纠缠的存在。我们模拟的实际因素，如斯托克斯场探测器的量子效率和附加的热噪声在纠缠产生过程中的影响，和反斯托克斯场的损失在纠缠验证过程中，并找到可实现的制度，其中纠缠可以验证在几十到几百个原子激发的合奏。
2007-03-21 quant-ph
Establishing and storing of deterministic quantum entanglement among three distant atomic ensembles
在多个量子存储器之间建立纠缠，然后在用户控制的时刻将存储的纠缠传输到量子信道上进行信息的分发和传输，是量子信息网络物理实现的关键。在这里，我们提出了一个实验演示的产生，存储和传输的确定性量子纠缠之间的三个空间分离的原子系综。离线制备的多体纠缠的光学模式映射到三个遥远的原子系综，建立原子自旋波的纠缠通过电磁诱导透明光-物质相互作用。然后将存储的原子纠缠转换为空间分离的光的三重正交纠缠态，并将其动态分配到三个量子信道中传输量子信息。释放的三个光模之间存在纠缠，证明了系统具有保持多体纠缠的能力。所提出的协议可以直接扩展到具有更多节点的更大量子网络。
2017-12-05 quant-ph
Deterministic Time-Bin Entanglement between a Single Photon and an Atomic Ensemble
混合物质-光子纠缠是量子网络的基石。如果能够以高概率制备纠缠，则是非常有利的。在本文中，我们报道了利用里德伯封锁的原子系综与单光子纠缠的确定性产生。我们设计了一个方案，使用循环检索和修补的过程，创建一个单光子的时间模式和里德堡能级之间的纠缠，主机的集体激发。通过将原子激发态作为第二个光子并进行相关测量，对混合纠缠进行了测试，结果表明纠缠保真度为87.8%。我们的物质-光子纠缠源将使远程量子存储器的纠缠效率更高。
2021-08-05 quant-ph
Towards experimental entanglement connection with atomic ensembles in the single excitation regime
提出了一种在单激发态下实现原子系综纠缠连接的方案。以异步方式制备两对，然后通过贝尔测量连接。两个剩余的系综的结果状态被映射到光子模式，然后重构简化的密度矩阵。我们的观察首次证实了从未相互作用的原子系统之间的相干性，这是迈向纠缠连接的第一步，也是量子网络和长距离量子通信的关键要求。
2007-04-17 quant-ph
Single-experiment-detectable multipartite entanglement witness for ensemble quantum computing
本文提出了一种在基于集合的量子计算中检测多体纠缠的实用方法。该方法基于纠缠见证的概念。我们分解的纠缠见证为每一类的多体纠缠到非本地操作除了本地测量。单个量子比特的测量是同时进行的，因此纠缠的完整检测是在一次运行实验中进行的。这种方法是特别重要的实验中，它是操作上很难准备几个副本的一个未知的量子态，在这个意义上说，在这项工作中引入的计划是优于通常使用的纠缠证人，需要大量的实验和准备副本的量子态。
2007-03-13 quant-ph
Einstein-Podolsky-Rosen Entanglement between Separated Atomic Ensembles
Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）纠缠不仅对量子力学的基础研究，而且对量子信息处理都具有重要意义。在原子系综、氮空位中心和稀土离子掺杂的固体等存储系统之间建立EPR纠缠对于实现基于空间多模的量子通信、量子计算和量子成像具有重要意义。迄今为止，在真实位置和动量的物理系统之间实现EPR纠缠的报道很少。在这里，我们描述成功地建立这样的纠缠两个分离的原子系综之间使用量子存储。我们清楚地证明了EPR纠缠的存在，在两个存储器之间的位置和动量证明了满足不可分性标准的帮助下，量子鬼成像和鬼干涉实验。
2018-05-22 quant-ph
Entropy of entanglement in continuous frequency space of the biphoton state from multiplexed cold atomic ensembles
我们考虑了一个多路复用冷原子系综方案，该方案产生了一个纠缠熵可控的频率纠缠双光子态。双光子态由一个通信光子（信号）和一个红外光子（闲频）组成，通过与两个经典泵浦场的四波混频。将原子系综与频移和相移的信号光和闲频光进行复用，可以对双光子态的光谱特性进行操纵和控制。该方案通过映射出纠缠熵，为纠缠资源提供了最优配置。这为有效的长距离量子通信和量子信息处理中潜在有用的多模结构铺平了道路。
2016-01-05 quant-ph
Minimal-error quantum state discrimination versus robustness of entanglement:More indistinguishability with less entanglement
本文研究了量子态鉴别与纠缠鲁棒性之间的关系，发现更少纠缠可带来更多不可区分性，并通过数值实验验证了相关边界条件。
2024-02-07 quant-ph
Non-symmetric entanglement of atomic ensembles
研究了多原子量子态的纠缠。为了消除非均匀光原子耦合引起的噪声，提出了匹配多原子观测量的概念。作为消除退相干的一种重要形式的一种手段，这个想法应该与原子系综的量子信息处理具有广泛的相关性。以旋转角测量为例说明了一般的方法，并表明，被认为只有弱纠缠的多原子态可以表现出近最大纠缠。
2004-01-22 quant-ph
Macroscopic entanglement distribution with atomic ensembles
East China Normal University（华东师范大学）；Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS（俄罗斯科学院化学物理与医药化学问题联邦研究中心）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）；New York University Shanghai（纽约大学上海分校）；Department of Physics, New York University（纽约大学物理系）
本文提出改进的数值方法，验证了在现实原子团簇中，适度退相干下宏观纠缠分发协议仍具鲁棒性。
2026-03-06 quant-ph
Effects of driven atomic ensemble on the output spectrum and entanglement of optomechanical system
该研究提出由经典激光驱动二能级原子系综构成腔壁的腔QED间接驱动光力学模型，发现原子系综与腔模的耦合及激发水平显著影响系统输出压缩谱和光力纠缠，为理解光力学系统的关联与谱特性机制提供新见解。
2025-03-20 quant-ph
Scheme for preparation of mulipartite entanglement of atomic ensembles
描述了一个制备多原子系综W类最大纠缠态的实验方案。该方案基于激光对原子系综的操纵和单光子探测，很好地适应了当前实验技术的现状。此外，我们展示了W类态的一个应用，将一个未知系数的原子系综纠缠态传送到一个以上的远距离方，其中任何一个都有可能接收到传输的状态。
2003-10-27 quant-ph
Spatial entanglement of paired photons generated in cold atomic ensembles
冷原子系综可以介导光子对之间纠缠的产生。具有特定传播方向的光子被检测到，并且纠缠可以存在于描述光子的整个量子态的任何自由度中：偏振、空间形状或频率。我们表明，所产生的光子的传播方向决定的光子的空间量子态，因此，产生的纠缠量。当不同方向产生的光子组合时，这种空间区分信息会降低偏振或频率纠缠的量子纯度。
2008-07-24 quant-ph
Entanglement of Atomic Ensembles by Trapping Correlated Photon States
我们描述了一个一般的技术，允许光场和亚稳态的物质之间的量子相关性的理想转移。该技术基于在相干驱动的原子介质中捕获光子的量子态，其中群速度被几何地降低到零。我们讨论了它在量子态存储、压缩原子态的产生、纠缠原子系综的制备和量子信息处理等方面的应用。
1999-12-10 quant-ph
Implementation of a quantum algorithm to solve Bernstein-Vazirani's parity problem without entanglement on an ensemble quantum computer
Bernstein和Varizani给出了第一个解决奇偶性问题的量子算法，其中出现了对经典信息理论界的强破坏。本文对该算法进行了改进，并首次在系综量子计算机上实现了一次查询两个量子比特的算法。
2000-12-21 quant-ph
Feedback-enhanced distant entanglement of magnon and phonon modes with atomic ensembles in coupled cavities
提出含相干反馈回路的双耦合腔混合系统，利用五种激发模式实现并显著增强原子系综、光子与磁振子、声子间的远程两体纠缠。
2025-05-11 quant-ph
On Multiparticle Entanglement via Resonant Interaction between Light and atomic Ensembles
研究了窄带光场与全同二能级原子系综相互作用产生的多粒子纠缠态。依赖于初始光子统计，原子和光子之间的关联可以产生这些系统的纠缠态。研究发现，任意一对原子与单模压缩弱光场相互作用系统的态是不可分的，并且具有抗衰减的鲁棒性。描述了用投影测量法制备原子系综纠缠态的光学方案。
2005-07-06 quant-ph
High-dimensional entanglement between distant atomic ensemble memories
与二维纠缠态相比，高维空间中的纠缠量子态表现出许多优越性。前者使量子通信具有更高的信道容量，使更有效的量子信息处理，并在贝尔测试实验中关闭检测漏洞更可行。建立高维纠缠存储器对于远距离通信是必不可少的，但它的实验实现是缺乏的。我们在轨道角动量空间中实验建立了相距1 m的两个原子系综之间的高维纠缠。我们重建了三维纠缠的密度矩阵，得到了83.9+/-2.9%的纠缠保真度。更重要的是，我们证实了使用纠缠见证者成功制备了一个在三维以上空间（高达七维）纠缠的状态。实现高维纠缠是迈向高容量量子网络的重要一步。
2016-04-25 quant-ph
Spontaneously induced atom-radiation entanglement in an ensemble of two-level atoms
采用计算相干态传播子的方法，分析了初始制备于上能级并置于含有压缩辐射的腔中的二能级原子系综中原子-辐射纠缠的自发诱导关联。结果表明，腔辐射具有压缩特性，而压缩效应的产生直接归因于腔内辐射的压缩。腔辐射强度随压缩参数和相互作用时间的增加而增加。研究还表明，原子态和辐射模之间的纠缠程度在特定的时刻存在，依赖于耦合常数和压缩参数。我们认识到，尽管压缩辐射直接导致腔场压缩，但它显著破坏了原子与辐射的纠缠。
2007-07-26 quant-ph
Measuring Qutrit-Qutrit Entanglement of Orbital Angular Momentum States of an Atomic Ensemble and a Photon
观察到了原子量子态和单光子量子态的轨道角动量态的三维纠缠。利用量子态层析术重建了它们的完整态。对Schmidt秩为3的最大纠缠态的保真度超过阈值2/3。这一结果证实了密度矩阵不能分解为施密特秩为1或2的纯态系综。即，密度矩阵的施密特数必须等于或大于3。
2009-09-12 quant-ph
Efficient quantum memory and entanglement between light and an atomic ensemble using magnetic fields
我们提出了两个协议，一个用于在原子系综中存储光并随后检索，另一个用于产生光与原子之间的纠缠。它们依赖于单个脉冲通过系综的两次通过，拉莫尔在外场中进动。这两种协议都是确定性工作的，相关的品质因数（如保真度或EPR方差）在耦合强度中呈指数级变化。我们解决相应的麦克斯韦-布洛赫方程描述的散射过程，并确定所产生的输入输出关系，其中只涉及一个相关的光模式，反过来，可以很容易地访问实验。
2006-06-30 quant-ph
Entanglement of individual photon and atomic ensembles
在这里，我们提出了一个实验上可行的方案，纠缠飞行量子比特（偏振模式的单个光子）和静止量子比特（长寿命的集体激发的原子系综）。这种纠缠集成了两个不同的物种，可以作为飞行和静止量子比特之间的量子信息相干转换的关键元素。利用线性光学可以方便地调节纠缠度。此外，本方案可以修改，以产生这种纠缠的方式事件准备与就业的一对纠缠光子。然后，成功的准备可以明确地预示着两个单光子探测器之间的重合。分析了它在单光子量子存储中的应用。所有这些制备和应用加工的物理要求是适度的，并且很好地适合本技术。
2003-10-27 quant-ph
Ensemble averaged entanglement of two-particle states in Fock space
最近的结果，推广施密特分解定理的波函数的全同粒子，进行了审查。它们被用来定义在两个相同粒子的情况下的约化密度算子。其次，讨论了一种计算时间平均纠缠度的方法。它适用于哈伯德模型中的一对相同的电子，以及具有无限程跳跃的玻色-哈伯德模型中的一对玻色子。的平均纠缠度的哈密顿量的谱的简并性的效果被强调。
2007-04-03 quant-ph
Entanglement governs early-time growth of randomness in projected ensembles
California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究揭示纠缠是投影系综中随机性早期增长的支配机制，通过框架势量化短时间动力学，建立局部与全局随机性的直接联系，阐明局部随机性源于全局量子动力学。
2026-08-25 quant-ph
Spin squeezing of atomic ensembles via nuclear-electronic spin entanglement
纠缠的许多身体系统最近在各种情况下引起了极大的关注。其中，自旋压缩的原子和离子在精确测量领域引起了人们的兴趣，因为它们可以克服不相关粒子的量子噪声。精确的量子态工程也是量子计算的一种资源，而自旋压缩可以用来产生多体纠缠态。双模自旋压缩系统已经被用于基本的量子通信协议。到目前为止，自旋压缩一直是通过在系综中不同原子之间产生纠缠来实现的。在这封信中，我们第一次证明了通过工程设计每个原子的量子态产生的系综自旋压缩。更具体地说，我们在室温下纠缠$10^{12}$铯原子的核和电子自旋。我们通过对原子态进行量子层析成像来验证纠缠和系综自旋压缩。
2008-02-20 quant-ph
Semi-Deterministic Entanglement between a Single Photon and an Atomic Ensemble
单光子与物质量子比特之间的纠缠是量子中继器和量子网络不可或缺的资源。对于原子系综，纠缠产生概率通常非常低，以抑制高阶事件。本文提出并实验实现了一种本征效率为50%的原子-光子纠缠方案。我们利用里德伯封锁产生两个集体激发，位于不同的内部状态。通过引入动量自由度的激发，并通过拉曼耦合干涉它们，我们纠缠的两个激发。通过恢复一个激发态，我们在单个光子的偏振态和其余原子激发态的动量之间产生了纠缠，测量保真度为0.901（8）。检索的光场被验证为真正的单光子。实现的纠缠可以被用来创建两个遥远的节点之间的纠缠在一个完全预示的方式和更高的效率。
2019-03-21 quant-ph
Cascaded cold atomic ensembles in a diamond configuration as a spectrally entangled multiphoton source
从理论上研究了级联冷原子系综中多光子源的光谱纠缠。这种光子源是高度定向的，在四波混频条件下得到保证，并且由于有限的驱动脉冲持续时间和超辐射衰减常数，它也是高度频率相关的。利用Schmidt分解研究了多光子态投射到双光子态的两体纠缠.这种纠缠熵可以通过控制驱动参数和超辐射衰变率来操纵。此外，在级联方案中，投射的双光子态可以比单原子系综产生的双光子态有更大的纠缠，这是由于多体纠缠的容量更大。这种级联方案使得多光子源在量子信息处理中非常有用。它还允许在多模量子通信和高维连续频率纠缠的频谱整形中的潜在应用。
2017-03-24 quant-ph
Hybrid Single-Ion Atomic-Ensemble Node for High-Rate Remote Entanglement Generation
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出混合节点结合离子陷阱和自发参量下转换光源，实现高率远程纠缠生成，通过匹配不同带宽光子提升纠缠制备效率。
2026-05-15 quant-ph
Measurement-Induced Entanglement for Excitation Stored in Remote Atomic Ensembles
在量子信息科学中的各种应用的关键要求是在复杂量子网络上传播量子资源的能力。例如，纠缠量子态的相干分布与存储这些状态的量子存储器一起可以实现用于量子计算、通信和计量的可扩展架构。作为朝着这种可能性迈出的重要一步，在这里，我们报告了位于不同桌子上的不同设备中的两个原子系综之间的纠缠观察。在探测到其中一个样品发射的光子时，量子干涉将原本独立的系综投射到纠缠态，其中一个联合激发远程存储在每个站点的10^5个原子中。经过一个可编程的延迟，我们确认纠缠映射到光场的原子的状态，并通过测量这些领域的相互相干性和光子统计。从而确定了系综联合态纠缠度的定量下限。我们的观测为纠缠量子态的分布和存储提供了新的能力，包括可扩展的量子通信网络。
2005-10-07 quant-ph
Quantum repeaters based on Rydberg-blockade coupled atomic ensembles
基于最近提出的集体编码策略，我们提出了一个利用里德伯-阻塞耦合原子系综实现量子中继器的方案。利用里德伯阻断介导的双量子比特门和有效的合作光子发射来产生光子纠缠。由于通过基于里德伯的双量子比特门的确定性纠缠交换操作，以及通过封锁效应抑制多激发错误，本方案的纠缠分发速率比其他基于系综的中继器实现的速率高出几个数量级。我们还展示了如何实现时间复用与这个系统，它提供了一个额外的加速纠缠分布。
2010-03-11 quant-ph
Entangled atomic ensemble and an yttrium-iron-garnet sphere in coupled microwave cavities
本研究提出耦合微波腔方案，实现原子系综与YIG球的远距离二体、三体纠缠，验证了纠缠的温度鲁棒性，表明腔-腔耦合强度可调控纠缠程度与转移，优化远距离纠缠性能。
2024-04-12 quant-ph
Polarization entanglement and quantum beats of photon pairs from four-wave mixing in a cold Rb-87 ensemble
我们在级联能级方案中描述了Rb-87原子冷云通过四波混频过程产生的光子对的偏振和时间相关性。量子态层析成像揭示了通过两个不同的中间超精细能级的每个衰变路径的高纯度的纠缠偏振态。当允许两种衰变路径时，我们在时间分辨相关测量中观察到量子拍频。
2015-05-21 quant-ph
Generating spin squeezing states and Greenberger-Horne-Zeilinger entanglement using a hybrid phonon-spin ensemble in diamond
在量子精密测量中，自旋的量子压缩和纠缠可以用来提高测量的灵敏度。在这里，我们提出了一个计划，以创建集体耦合的自旋系综的机械振动模式驱动的外部磁场。我们发现了一个演化时间，在这个时间里，机械运动从自旋中分离出来，并且累积的几何相位产生了$20$自旋的$5.9~\text{dB}$压缩。我们还显示了一个格林伯格-霍恩-蔡林格自旋态的$20$自旋的保真度$\sim 0.62$在低温下的创建。数值模拟结果表明，基于几何相位的方法对热机械噪声具有很好的免疫性。
2016-10-03 quant-ph
Heralded high-efficiency quantum repeater with atomic ensembles assisted by faithful single-photon transmission
量子中继器是长距离量子通信网络的重要组成部分。以前的基于原子系综和线性光学元件的量子中继器在纠缠产生和纠缠交换过程中只能以1/2的最大成功概率进行。同时，纠缠分发过程中的偏振噪声对所创建的纠缠信道也是有害的。在此，我们引入了一种在单侧光腔中囚禁的原子系综与偏振光子之间的通用接口，并利用该接口提出了一种高效的量子中继协议，该协议通过稳定的时空纠缠实现了稳健的纠缠分发，并且原则上可以通过腔量子电动力学的结果以一种预示性的方式在相邻原子系综之间产生确定性纠缠。同时，简化的奇偶校验门使纠缠交换的效率由线性光学的1/2提高到1。我们详细介绍了我们的协议与当前的实验参数的性能，并显示其鲁棒性的缺陷，即，失谐和耦合的变化，参与反射过程。这些良好的特性使其成为长距离量子通信中的有用构件。
2015-10-31 quant-ph
Dissipatively driven entanglement of two macroscopic atomic ensembles
到目前为止，实验证明的纠缠态的寿命是有限的，由于它们在退相干和耗散下的脆弱性。因此，它们是在严格的隔离条件下创建的。相比之下，新的方法利用系统与环境的耦合，从而驱动系统进入所需的状态。根据这些思想，我们提出了一个强大的方法产生两个遥远的原子系综之间的稳态纠缠。所提出的方案依赖于两个原子系统与电磁场的共同真空模式的相互作用，该电磁场充当工程环境。我们发展了包括偶极-偶极相互作用的两能级系统的理论框架，并通过考虑多能级基态的实现来补充这些结果。
2010-07-13 quant-ph
Entanglement of random hypergraph states
随机量子态和随机量子操作具有重要的理论意义和实用价值。在这项工作中，我们研究了随机超图态的纠缠特性，它通过将广义控制相位门应用于初始参考乘积态来推广图态的概念。特别地，我们分别研究了由随机控制Z（CZ）和控制-控制Z（CCZ）门产生的两个系综。利用张量网络表示和组合计数方法，分析表明两个系综的平均子系统纯度和平均纠缠熵具有相同的体积律，但在典型性上有很大的不同，即CCZ系综的纯度起伏较小且具有普遍性，而CZ系综的纯度起伏较大.我们讨论了纠缠复杂性和量子混沌的发病这些结果的影响。
2022-08-01 quant-ph
Quantum repeater with Rydberg blocked atomic ensembles in fiber-coupled cavities
我们提出并分析了一种量子中继器结构，在该结构中，光学腔中的里德堡阻挡原子系综通过光纤连接。纠缠的产生，交换和纯化是通过集体激光操纵的合奏和光子传输。纠缠的成功传输和存储是由电离事件而不是以前的方案中使用的光子探测信号来预示的。我们演示了如何高电荷检测效率允许缩短平均纠缠产生时间，我们分析了我们的方案与合奏Cs原子的实施。
2013-12-11 quant-ph
Entanglement in a Solid State Spin Ensemble
纠缠是量子现象的精髓，也是大多数新兴量子技术的必要组成部分，包括量子中继器，量子信息处理（QIP）和最强形式的量子密码学。自旋系综，如那些在液态核磁共振，已在量子控制方法的发展强大，然而，这些演示不包含纠缠，并最终构成经典模拟的量子算法。在这里，我们报告的需求产生的纠缠之间的电子和核自旋的合奏同位素工程磷掺杂硅。我们结合了高场/低温电子自旋共振（3.4 T，2.9 K）与31 P核自旋的超极化，以获得足够纯度的初始状态，以创建一个非经典的，不可分割的状态。利用基于几何相位门的密度矩阵层析成像技术对该状态进行了验证，在该温度和磁场下，与理想状态相比，其保真度为98%。纠缠操作是同时进行的，具有高保真度，对10^10个自旋对，代表了硅基量子信息处理器的基本要求。
2010-11-24 quant-ph
Continuous and Reversible Electrical Tuning of Fluorescent Decay Rate via Fano Resonance
Bilkent University（比尔肯特大学）；UNAM- National Nanotechnology Research Center and Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University（比尔肯特大学国家纳米技术研究与应用中心和材料科学与纳米技术研究所）；Middle East Technical University（中东理工大学）；Akdeniz University（安塔利亚大学）；Türkiye National Observatories, TUG（土耳其国家天文台）；Institute of Nuclear Sciences, Hacettepe University（哈杰泰佩大学核科学研究所）
利用芬诺共振引入的透明度变化，通过电压调控辅助量子对象的能级间距，实现荧光分子辐射与非辐射衰变率的连续调节，为集成量子技术提供新工具。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Certification of genuine multipartite entanglement in spin ensembles with measurements of total angular momentum
本文提出仅用总角动量测量检测自旋系综真正多体纠缠的见证方法，能有效识别GHZ态和某些Dicke态叠加，并给出可分离界限的解析与数值结果。
2024-04-01 quant-ph
Entanglement constrained by superselection rules
如果对允许的局部操作有限制，则可以减少二分纠缠。我们引入广义超选择规则（SSR）的概念来描述这种限制，并对受其约束的纠缠进行量化.我们证明了系综量子信息处理（其中系综中的元素不能单独寻址）受制于与对称群（元素排列群）相关的SSR.我们证明，即使是一个合奏包括许多对量子比特，每对描述的一个纯贝尔状态，每个元素的纠缠限制这个SSR去为零的大量元素。
2003-08-26 quant-ph
Mapping photonic entanglement into and out of a quantum memory
量子信息科学的最新发展主要依赖于纠缠，这是量子力学的一个有趣的方面，其中复合系统的部分可以表现出比任何经典对应物更强的相关性。特别是，可扩展的量子网络需要通过光子通道在遥远的物质节点之间创建、存储和分发纠缠的能力。原子系综可以扮演这样的节点的角色。到目前为止，在光子计数机制中，已经通过概率协议成功地证明了原子系综之间的纠缠。然而，这种方法的一个固有缺点是纠缠量和其制备概率之间的折衷，本质上导致高纠缠的低计数率。在这里，我们报告了一个协议，两个原子系综之间的纠缠是由相干映射的纠缠态的光。通过分裂单光子和随后的状态转移，我们分离了纠缠的产生和存储。经过一个可编程的延迟后，存储的纠缠被映射回光子模式，总效率为17%。单光子源的改进以及我们的协议将使原子系综的“按需”纠缠成为可能，这是量子网络的强大资源。
2007-12-23 quant-ph
