Resonant squeezed light from photonic Cooper pairs
本研究提出光子库珀对时间演化的非微扰理论，将光子-声子混合激发定义为拉曼顿，其在波导中传播的量子振荡可产生共振压缩光，预测标准绝缘体上硅波导中能实现高达28 dB的压缩光。
2024-06-21 quant-ph
Tunable multiphonon blockade in coupled nanomechanical resonators
非线性纳米机械谐振器（NAMR）中的单个声子可以阻止第二声子的激发[Phys.Rev.A82，032101（2010）]。这种固有的量子效应被称为声子阻塞，并且是库仑阻塞和光子阻塞的类似物。在这里，我们预测可调多声子封锁耦合非线性NAMR，其中非线性引起的两个级别的系统（TLS）假设色散（远离共振）的相互作用。具体来说，我们推导出一个有效的克尔型相互作用的混合系统组成的两个非线性相互作用NAMR耦合到两个TLS和驱动的经典领域。给定NAMR和TLS之间的相互作用由Jaynes-Cummings模型描述。我们表明，通过适当地调整驱动场的频率，可以诱导各种类型的声子封锁，对应于两个量子比特，qutrit和quartit，或两个量子比特的纠缠声子态。因此，$k$ -声子Fock态（具有$k=1,2,3$）可以阻止给定NAMR中更多声子的激发，我们将其解释为$k$ -声子阻断（或等效地，声子隧穿）。我们的结果可以解释在Fock空间的共振跃迁和通过相空间干涉使用$s$参数化的Cahill-Glauber准概率分布，包括Wigner函数。我们研究的非经典性，纠缠，和维数的封锁声子态在动力学和在固定的限制。
2015-12-29 quant-ph
Method for observing robust and tunable phonon blockade in a nanomechanical resonator coupled to a charge qubit
声子阻塞是一种纯粹的量子现象，类似于库仑和光子阻塞，其中非谐振器中的单个声子可以阻碍第二声子的激发。我们提出了一种实验方法来实现声子封锁的驱动谐波纳米机械谐振器耦合到一个量子比特，其中的耦合是成比例的二阶非线性极化率$χ^{(2)}$。这与克尔型$χ^{(3)}$非线性系统中声子和光子阻塞效应的标准实现相反。通过改变相干驱动场可以方便地调节非线性耦合强度。作为一个例子，我们应用该模型预测和描述耦合到库珀对盒（即，电荷量子位）与线性纵向耦合。通过得到该复合系统的定态解，我们给出了在该诱导二阶非线性系统中观察到强反聚束和亚泊松声子数统计的条件。除了使用量子位产生声子封锁状态之外，量子位本身也可以通过测量其状态来检测封锁效应。数值模拟表明，声子封锁的鲁棒性和检测它的灵敏度，将受益于这种强诱导的非线性耦合。
2016-06-30 quant-ph
Theory of phonon-modified quantum dot photoluminescence intensity in structured photonic reservoirs
耦合到结构光子库的量子点的自发发射率由其局域光子态密度的频率依赖性决定。通过声子修饰，对于光子衰减时间变得与纵向声学声子衰减时间相当的某些光子结构，可以发生费米黄金法则的崩溃。提出了一个极化子主方程模型来计算相干激发量子点耦合到结构光子库的光致发光强度。我们考虑的半导体微腔和耦合腔波导的例子，并显示清晰的光致发光强度的光谱特征，包含独特的签名之间的相互作用的声子和光子浴耦合。
2015-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photonic Spin Hall Effect using bilayer Graphene in Nano Optomechanical Cavities
提出在含双层 Graphene 的纳米光机械腔中实现光子自旋霍尔效应的理论模型，通过调节光机械相互作用、腔场与 G-mode phonon 耦合及电子态相互作用，实现对该效应的相干控制、增强与非对称调控，为自旋光子效应和量子传感研究提供新途径。
2025-09-17 quant-ph
Group-velocity symmetry in photonic crystal fibre for ultra-tunable quantum frequency conversion
单光子的低噪声频率转换是建立基于光纤的量子网络的关键工具。我们表明，一个单一的光子晶体光纤可以实现频率转换的布拉格散射四波混频的源光子从超宽的波长范围内通过工程对称的群速度分布。此外，我们讨论了如何泵调谐可以减轻现实的差异，在设备制造。这使得单个高度适应性的频率转换接口能够通过电信频段连接量子网络中的不同节点。
2021-05-18 physics.optics quant-ph
A high-speed tunable beam splitter for feed-forward photonic quantum information processing
我们利用高速、偏振无关的可调谐分束器实现了用于路径量子比特的量子门。两个电光调制器在马赫-曾德尔干涉仪中充当高速移相器，并快速调整其分光比。我们测试其性能与预示单光子，观察偏振无关的干涉对比度超过95%。开关时间约为5.6ns，最大重复频率为2.5MHz。我们展示了可调前馈操作的单量子位门的路径编码量子位和两个量子位门通过测量诱导的两个光子之间的相互作用。
2012-02-07 physics.optics quant-ph
Tunable phononic coupling in excitonic quantum emitters
设计基本量子激发之间的耦合是量子科学和技术的核心。一个重要的例子是量子光源的产生，其中单光子和声子之间的耦合可以被控制和利用，以实现量子信息转换。在这里，我们报告的确定性创建的量子发射器具有高度可调的激子和声子之间的耦合。量子发射体形成在均双层半导体WSe 2中产生的应变诱导量子点中。量子限制层间激子和太赫兹层间呼吸模式声子的共定域，直接调制激子能量，导致一个独特的强声子耦合到单光子发射。层间激子发射的单光子谱具有>83%的单光子纯度和多个声子副本，每个声子副本预示着量子发射体中声子Fock态的创建。由于层间激子的垂直偶极矩，声子-光子相互作用在很宽的范围内是电可调的，有望达到强耦合区。我们的研究结果表明，在原子界面处的一种新型的固态量子激子-光机系统，发射飞行的光子量子比特与固定的声子耦合，这可以用于量子转换和互连。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancement of the Zero Phonon Line emission from a Single NV-Center in a Nanodiamond via Coupling to a Photonic Crystal Cavity
使用纳米操纵技术，将具有单个氮空位中心的纳米金刚石直接放置在磷化镓光子晶体腔的表面上。观察到在零声子线（ZPL）处的荧光发射的Purcell增强因子为12.1。ZPL耦合是未来基于金刚石的集成量子光学器件的关键一步。
2010-08-20 physics.optics quant-ph
Tunable Antichiral Hinge State in Photonic Synthetic Dimensions
本研究提出在三维高阶拓扑绝缘体/半金属中实现可调反手性铰链态，利用合成维度与电光调制器实现可编程输运，为拓扑光子器件提供新途径。
2025-06-21 physics.optics quant-ph
Phonon-induced anomalous gauge potential for photonic isolation in frequency space
光子规范势对于操纵电荷中性光子（就像它们在电磁场中的对应电子一样）至关重要，允许光子学中的类似Aharonov-Bohm效应，并为光子隔离等关键应用铺平道路。通常，规范势沿两条相反的传播路径呈现相位反转。在这里，我们实验证明声子诱导的异常规范位与非反转的规范相位在空间频率空间，准相位匹配的非线性布里渊散射，使这种独特的方向相关的规范相位。基于此方案，我们构建光子隔离器在频域允许沿频率轴的非互易传播的光，在光子隔离器中的相干相位控制允许完全切换通过Aharonov-Bohm干涉仪的方向性。此外，还示出了类似的相干控制的单向频率转换。这些结果可以提供一个独特的平台，一个紧凑的，集成的解决方案，实现合成尺寸的芯片上的光信号处理设备。
2020-08-07 physics.optics quant-ph
Heralded Preparation and Readout of Entangled Phonons in a Photonic Crystal Cavity
我们提出了一个现实的协议的准备和读出的机械贝尔态的光机系统。该建议依赖于表征光子晶体腔模式的参数，耦合到结构的两个局部弯曲模式，但同样适用于相同参数范围内的其他光学机械系统。非经典状态预示着通过光学后选择，并揭示在特定的干涉图案特征的腔频率的发射。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon Decoherence of Quantum Dots in Photonic Structures: Broadening of the Zero-Phonon Line and the Role of Dimensionality
我们发展了一个描述量子点声子退相干和光子结构中发射光子的不变性的一般微观理论。发现相干性从根本上取决于结构的维度，导致嵌入纳米腔（0D）、波导（1D）、平板（2D）或体介质（3D）中的量子点的性能大不相同。在散装，我们发现了一个惊人的温度依赖性的退相速率缩放$T^{11}$这意味着声子有效地'冻结'为$T \lesssim 4 \mathrm{K}$。声子态密度在一维和二维结构中被强烈地修改，导致退相强度的线性温度标度。即使在亚开尔文温度下，对光子不可逆性的影响也很重要。我们的研究结果提供了一个全面的了解光子结构中光子不可逆性的基本限制。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable extraordinary optical transmission for integrated photonics
Akdeniz University（安塔利亚大学）；Turkiye National Observatory, TUG（土耳其国家天文台）
本文综述了通过主动量子等离子体控制实现可调异常光学传输，为集成光子学提供了一种芯片级电光可编程元件。
2025-01-21 physics.optics quant-ph
Spontaneous emission from a quantum dot in a structured photonic reservoir: phonon-mediated breakdown of Fermi's golden rule
我们描述了一个结构化的光子介质如何控制自发发射率从一个激发的量子点的存在下的电子-声子耦合。我们分析了这个问题，使用极化子变换的主方程，我们认为一个光子晶体腔和耦合腔波导的具体例子。我们发现，当光子和声子浴的弛豫时间是可比的，声子的影响自发发射在一个非平凡的方式。我们演示了为什么以及如何宽带频率依赖的局域光子态密度决定的光子发射率，体现在费米的黄金法则的完全崩溃。对于单腔共振，我们推广了Purcell公式，使之包含了电子-声子耦合的影响。对于波导，我们显示了抑制和200倍的光子发射率增强。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic "hourglass" design beyond the standard bulk model of phonon decoherence
针对准一维光子“沙漏”单光子源，本文通过详细建模其固有振动模式，证明大Purcell增强可消除声子退相干影响并保持近单位不可区分性。
2025-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Purcell enhanced and tunable single-photon emission at telecom wavelengths from InAs quantum dots in circular photonic crystal resonators
Toshiba Europe Limited（东芝欧洲有限公司）；IQE Europe Limited（IQE欧洲有限公司）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）
本研究通过结合孔光栅和肖特基二极管结构，实现了在电信波段内增强且可调的单光子发射，推动了量子光源的可扩展和稳定性发展。
2025-05-16 physics.optics quant-ph
Tunable phonon-driven magnon-magnon entanglement at room temperature
本文研究室温下双分反铁磁体中由声子驱动的磁振子-磁振子纠缠稳态，证明磁振子-声子耦合是产生纠缠的必要条件，并给出磁场参数范围。
2023-12-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum theory of light emission from quantum dots coupled to structured photonic reservoirs and acoustic phonons
半导体量子点中的电子-声子耦合在决定激发态激子的光学性质，特别是发射光子的光谱性质方面起着重要作用。本文提出了一个全面的理论和分析的发射光谱从人工原子或量子点耦合到结构的光子库和声学声子，当激发非相干泵浦场。作为结构化水库的具体例子，我们选择了洛伦兹腔和耦合腔波导，这是目前的实验兴趣。对于光学腔的情况下，我们直接比较和对比的光谱从三个不同的理论方法来处理电子-声子耦合，包括一个马尔可夫极化子主方程，一个非马尔可夫声子相关展开技术和半经典线性极化率的方法，我们指出这些模型的局限性。对于腔QED极化子主方程，在弱激发近似下，考虑温度、腔-激子失谐和腔点耦合，给出了声子辅助散射率的封闭解析解.我们明确地表明，为什么半经典的线性磁化率方法不能正确地占声子介导的腔喂养。对于弱耦合腔，我们使用更一般的水库的方法计算光谱，并解释其差异从上述方法在低Q限制的洛伦兹腔。随后，我们使用这个一般水库计算从量子点耦合到慢光光子晶体波导的发射光谱，这表明了一些惊人的光子-声子耦合效应。我们的量子理论可以应用于广泛的光子结构，包括光子分子和耦合腔波导系统。
2015-04-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-Color Pump-Probe Measurement of Photonic Quantum Correlations Mediated by a Single Phonon
我们提出并证明了一种通用的技术，使用双色泵浦-探测拉曼散射和光谱分辨，时间相关光子计数来测量单声子Fock态的寿命。在脉冲激光激发下，通过对单个Stokes光子的投影测量，概率地制备了$n=1$声子Fock态。由第二个时间延迟的激光脉冲产生的反斯托克斯光子的探测探测声子人口亚皮秒的时间分辨率。我们观察到强烈的非经典斯托克斯-反斯托克斯关联，其衰减映射的单声子动力学。我们的方案可以适用于任何拉曼活性振动模式。通过对双模纠缠振动态的制备和探测，可以对该方法进行改进，从而测量$n \geq 1$ Fock态的寿命或声子量子相干性。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonance fluorescence spectra from semiconductor quantum dots coupled to slow-light photonic crystal waveguides
利用极化子主方程方法研究了相干驱动的量子点耦合到声子池和具有丰富局域光子态密度的光子晶体波导中的共振荧光光谱.已知半导体晶体中量子点的共振荧光光谱显示出强烈的电子-声子相互作用特征，但当耦合到结构化光子库时，量子点发射特性也由光子库的LDOS的频率依赖性决定。在这里，我们调查的同时作用耦合光子和声子浴上的特征Mollow三重态光谱从强驱动的量子点。作为一个结构光子储库的例子，我们首先研究了一个光子晶体耦合腔波导，发现光子和声子在耦合腔波导的上模边缘附近具有反相互作用，从而建立了它们各自的作用在确定发射光谱中的重要性。一般的理论是任意光子水库，并进一步应用于确定共振的荧光光谱从一个现实的，无序的W1光子晶体波导显示重要的光子-声子相互作用的影响，是直接相关的新兴的实验和理论建议。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fully tunable and switchable coupler for photonic routing in quantum detection and modulation
光子路由是许多光学应用的关键组成部分，挑战其发展。我们报道了一种2 $\times$ 2光子耦合器，其分束比可通过低压电子信号进行切换，带宽为10~GHz，延迟为数十纳秒。该耦合器可以工作在0：100 ~ 100：0的任意分光比范围内，在1.3THz的光带宽内消光比为26 dB。我们展示了任意耦合机制之间的亚纳秒切换，包括平衡的50：50分束器，0：100开关和光子抽头。该装置的核心是基于马赫-曾德尔干涉仪在一个双波长的配置，允许在单光子水平的长期亚度稳定的实时锁相。使用报告的耦合器，我们证明了第一次的完美平衡的时间复用设备的光子数分辨探测器，也积极准备的光子时间qudit状态高达四个时间仓。该耦合器在单光子水平上的长期稳定工作使其在量子信息处理和量子光学中具有广泛的应用。
2019-12-19 physics.app-ph quant-ph
Tunable phonon induced steady state coherence in a double quantum dot
电荷量子比特可以在固态双量子点（DQD）平台上创建和操纵。典型地，这些系统强烈地受到源自与基底声子的耦合的量子噪声的影响。这通常被假设为导致退相干朝向在能量本征基中对角的稳定状态。在这篇文章中，我们表明，相反，由于声子的存在下，DQD电荷量子比特的平衡稳态自发地表现出高纯度的能量本征基的相干性。通过调节量子比特的哈密顿参数可以控制相干性的大小和相位。相干性也是强大的存在下的费米子铅。此外，我们表明，这种稳态相干性可以用来驱动耦合到DQD的辅助腔模式。
2020-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
A photonic transistor device based on photons and phonons in a cavity electromechanical system
提出了一种基于腔机电系统中光子和声子的光子晶体管方案，该系统由超导微波腔和纳米机械谐振器耦合组成。光子传播的控制是通过微波场（光子）和纳米机械振动（声子）的相互作用来实现的。通过计算的信号场的透射谱，我们表明，信号场可以有效地衰减或放大，这取决于第二个“门控”（泵）字段的功率。这种方案可能是单光子晶体管的一个有前途的候选者，并为电信和量子信息技术中的许多应用铺平了道路。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Position-squared coupling in a tunable photonic crystal optomechanical cavity
我们提出了一个平面硅光子晶体腔的设计，制造和表征，在其中实现了大的位置平方光机械耦合。该器件由双缝光子晶体结构组成，其中中心光束模式的运动耦合到两个高Q光学模式，这些模式位于每个缝周围。该结构的静电调谐用于可控地将光学模式杂交成以二次方式耦合到光束运动的超模。从光学模式的抗交叉和光学弹簧效应的独立测量，位置平方真空耦合率被测量为高达245 Hz的基本面内机械共振的结构在8.7 MHz，这在位移单位对应于1太赫兹/nm的耦合系数$^2$。这种水平的位置平方耦合比传统的法布里-珀罗腔系统大约大五个数量级。
2015-05-27 physics.optics quant-ph
A Tunable Waveguide-Coupled Cavity Design for Efficient Spin-Photon Interfaces in Photonic Integrated Circuits
耦合到光子晶体腔的固态发射器表现出增加的进入单频模式的光子发射。然而，耦合到量子发射器的光子晶体腔的当前设计具有三个主要问题：发射器被放置在表面附近，这会降低它们的光学性质，腔荧光不能被收集到单个有用模式中以用于进一步路由，以及制造后调谐当前不可能以稳定和可逆的方式单独用于每个节点。在本文中，我们介绍了一种混合腔的设计与最小的主机材料，保持发射器$\geq100\,$ nm的所有表面制造。该腔具有大于$1\times10^6$的无载品质因数（$Q$）和$5.5\times10^4$的有载$Q$，其中超过75%的发射直接耦合到由提供低损耗波导的方便材料构建的下层光子集成电路中。最后，这种设计可以被主动地和可逆地调谐到与发射器谐振，允许在腔线宽的10倍以上调谐，同时保持$Q$因子的$\geq50$ %，而对同一芯片上的其他腔没有影响。
2016-10-27 physics.optics quant-ph
Tunable graphene phononic crystal
在声子学领域，周期性模式控制振动，从而控制物质中的热和声音的流动。在这种声子晶体中产生的带隙实现了低耗散振动模式，并实现了对机械量子比特、高效波导和最先进传感的应用。在这里，我们结合声子和二维材料，并探讨通过施加机械压力操纵声子晶体的可能性。为此，我们制造了最薄的声子晶体从单层石墨烯和模拟其振动特性。我们发现一个带隙的MHz制度，在此范围内，我们本地化的缺陷模式与一个小的有效质量为0.72 ag = 0.002 $m_{physical}$。最后，我们利用石墨烯的灵活性和机械调谐有限大小的声子晶体。在高达30千帕的静电压力下，我们观察到整个声子系统的频率上升超过350%。同时，缺陷模式保持在带隙内并保持局部化，这表明高质量、动态可调的机械系统。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable quantum emitters on large-scale foundry silicon photonics
本研究通过混合集成InAs/InP量子点微芯片至代工硅光子电路，实现可调谐单光子发射，为可编程量子信息处理器铺路。
2023-06-29 physics.optics quant-ph
Dynamic modulation of photonic crystal nanocavities using gigahertz acoustic phonons
光子晶体薄膜（PCM）为光子量子线路的片上实现提供了一个通用的平面平台。一个突出的量子元件是由纳米腔和单个量子点（QD）组成的耦合系统，其形成用于精细量子信息网络的基本构建块和由单光子控制的腔量子电动力学（cQED）系统。到目前为止，没有快速调谐机制可用于在系统相干时间内实现控制。在这里，我们演示了动态调谐的单色相干声学声子形成的表面声波（SAW）的频率超过1.7千兆赫兹，一个数量级的速度比其他方法。我们解决了超过8倍的线宽的光学模式的周期性调制，同时保持空间模式分布和高品质因数。由于PCM限制光子和声子的激发，耦合光学到声学频率，我们的技术开辟了光机械晶体的相干声学控制的方式。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable phonon blockade in weakly nonlinear coupled mechanical resonators via Coulomb interaction
在微纳机械谐振器中实现量子力学行为吸引了持续的研究努力。观察力学物体量子性质的方法之一是通过声子阻塞机制。在这里，我们表明，声子封锁可以实现在两个弱非线性机械谐振器耦合的库仑相互作用的系统。最佳的封锁出现作为导致双声子激发的路径之间的破坏性量子干涉的结果。观察到，与施加在一个机械谐振器上的单个驱动相比，驱动两个谐振器在许多方面可以是有益的;例如，就声子阻断的温度灵敏度而言，以及就可调谐性而言，通过外部地控制第二驱动的振幅和相位。我们还表明，通过辐射压力引起的耦合在光机械腔，声子相关性可以间接测量的腔模式的光子相关性。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Symmetry-protected zero-mode laser with a tunable spatial profile
我们提出利用光子晶格的受保护的零模来实现单模、固定频率和空间可调谐的激光器。这些性质是潜在的非厄米粒子-空穴对称性的结果，其能谱满足$\varepsilon_m=-\varepsilon_n^*$。与厄米的情况不同，粒子-空穴对称性的对称相位不再局限于$\varepsilon=0$，而是沿着虚- $\varepsilon$轴延伸，虚- $\varepsilon$轴由单腔频率设定，并且受到光子晶格的位置和耦合无序的保护。通过选择性地泵浦光子晶格中的不同腔，我们控制了自发对称性恢复过程，这为在不改变激光频率的情况下调谐激光的空间分布提供了一种方便的方法。
2016-10-30 physics.optics quant-ph
Photonic Integrated Circuit for Rapidly Tunable Orbital Angular Momentum Generation Using Sb2Se3 Ultra-Low-Loss Phase Change Material
快速可调谐的光涡旋（OV）光束的产生是当今时代最苛刻的研究领域之一，因为它们具有额外自由度的轨道角动量（OAM），可以通过在光通信中使用模分复用和信息编码来利用所述额外自由度来增强信号承载能力。特别是，在电信波段的固定波长处的快速可调谐OAM器件在经典和量子应用中引起了研究人员的广泛兴趣。本文展示了一个硅集成光子器件的现实设计，用于快速可调谐OAM波产生在1550 nm波长的使用超低损耗相变材料（PCM）嵌入硅环谐振器与角光栅。不同的OAM模式，通过调整有效的折射率，使用快速的电气开关的Sb2Se3膜从非晶态到晶态，反之亦然。OAM波的产生依赖于微环的折射率的行波调制，这打破了相反取向的回音壁模式的简并性。所提出的设备是能够产生快速可调谐的OV光束，携带不同的OAM模式，通过使用电控开关的超低损耗PCM Sb2Se3。
2022-01-27 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Generation of Coherent Phonons via a Cavity Enhanced Photonic Lambda Scheme
本研究利用石英光弹性特性，通过嵌入微波重入腔的BAW谐振器结合光子Lambda增强方案，实现无阈值电致伸缩相干声子产生，其过程类似CPT脉泽方案。
2020-10-08 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Band-gap-engineered spin-phonon, and spin-spin interactions with defect centers in diamond coupled to phononic crystals
研究了金刚石缺陷中心与准一维声子晶体相互作用的自旋-声子系统。我们发现，一个单一的缺陷中心，耦合到声子晶体波导的带隙附近的声子模式，可以种子自己的声子腔模式与周围的缺陷中心的位置呈指数衰减的包络。自旋诱导声子腔，具有大大减少和可调的模式体积，允许相干声子介导的相互作用之间的远程自旋具有高度可调的范围，使访问各种远程相互作用的自旋模型。这项工作为探索量子多体物理和具有缺陷中心和周期性声子纳米结构的量子信息处理开辟了前景。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Speed Tunable Microcavities Coupled to Rare-Earth Quantum Emitters
片上光子器件的电光控制是实现高效集成光子学的重要手段。由于其大的电光系数和高的非线性，绝缘体上钛酸锂（LNOI）是用于片上光子学的新兴平台[1]。将量子发射器集成到LNOI中将其在经典光子学中的多用途扩展到量子计算和通信[2，3]。在这里，我们将单一的稀土离子（REI）的量子发射体在电光可调锂磷灰石（LN）薄膜，并展示LN微腔耦合到REI在160 GHz的频率范围内的控制与5 \mus开关速度。腔的动态控制使得能够以短的时间常数调制REIs的Purcell增强。使用Purcell增强，我们发现的证据，检测单个Yb 3+离子在LN腔。在快速可调谐光子器件中耦合量子发射体是一种有效的方法来塑造发射体的波形[4]。它还提供了一个平台，用于在频谱-时间-空间域的集成中编码量子信息，以实现高水平的信道复用，以及生成确定性单光子源的方法[5，6]。
2021-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Ultra-large actively tunable photonic band gaps via plasmon-analog of index enhancement
该研究提出利用折射率增强的等离激元类比，通过泵浦脉冲连续调控纳米棒二聚体周期结构的折射率，在近零损耗下实现超大光子带隙的主动开启与调谐，并经Maxwell方程数值验证，可用于数十飞秒线性光子开关。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable spin-phonon polarons in a chiral molecular qubit framework
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Nanjing University（南京大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Peking University（北京大学）；CIQTEK Co., Ltd.（清越电子（合肥）有限公司）；Zhejiang University（浙江大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
该研究在手性分子量子比特框架中首次观测到自旋-声子极子，揭示其通过非绝热机制诱导的温度无关自旋弛豫通道，为提升量子信息技术的重复率提供了新途径。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Tunable quantum photonics platform based on fiber-cavity enhanced single photon emission from two-dimensional hBN
量子光子器件的实现需要将单个量子发射器耦合到光学谐振器的模式。在这项工作中，我们提出了一个混合系统，包括缺陷中心的化学气相沉积和光纤为基础的法布里-珀罗腔生长的少层hBN。hBN的亚10 nm厚度及其光滑表面使得能够有效地集成到腔模中。我们在大于30 nm的宽光谱范围内操作我们的混合平台，并使用其调谐器来探索不同的耦合机制。因此，我们实现了非常大的腔辅助信号增强高达50倍，同样强大的线宽变窄，由于腔漏斗，hBN腔系统的两个记录。此外，我们实现了共振激发，使我们能够建立腔辅助PLE光谱的激发和读出方案。我们的工作标志着在实际量子技术中部署耦合到光纤腔的2D材料的重要里程碑。
2020-06-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Quantum Memristors in Quantum Photonics
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学（UPV/EHU））；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（巴斯克科学基金会IKERBASQUE）；Shanghai University（上海大学）
我们提出了一种在量子光子平台上构建量子忆阻器的方法。我们首先设计了一个有效的分束器，这是实时可调的，通过一个马赫-曾德尔型阵列与两个相等的50：50分束器和一个可调延迟器，这允许我们控制其反射率。然后，我们表明，这种可调谐分束器，当配备了弱测量和经典反馈，作为一个量子忆阻器的行为。实际上，为了证明它的量子性，我们展示了如何在相干光束中编码量子信息。此外，我们估计的记忆能力的量子忆阻器。最后，我们展示了所提出的设置在集成量子光子学的可行性。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cs.AI cs.NE
Tunable quantum logic gate on photonic qubits with a ladder emitter
提出利用单个梯级发射体和双光子偏振耦合，在频率编码光子量子比特上实现无源、确定性且0至π可调的受控相位门，以低 footprint 高效分解量子电路。
2021-12-09 physics.app-ph physics.atom-ph physics.comp-ph
Tunable photonic cavity coupled to a voltage-biased double quantum dot system: Diagrammatic NEGF approach
采用Keldysh非平衡格林函数方法，研究了具有任意强点-铅耦合和类Holstein光-物质相互作用的双量子点微波光子谐振腔的增益.我们计算了腔的非平衡性质：它的传输，相位响应，平均光子数，功率谱和谱函数。我们表明，这些混合轻物质系统的精心设计，可以实现一个显着的放大的光信号与电压偏置的电子系统作为增益介质。我们还研究了整个设备的稳态电流，确定弹性和非弹性隧穿过程，其中涉及腔模式。我们的研究结果显示了如何利用量子电子学的最新进展来构建混合光物质系统，该系统表现为单原子放大器和光子源设备。图解Keldysh方法主要讨论了腔耦合双量子点架构，但它是可推广到其他混合光物质系统。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
