Modulation effect in multiphoton pair production
利用量子动力学方法研究了振幅调制振荡场中正负电子对的产生过程。通过比较光场调制前后的数密度,发现当光子能量达到阈值时,由于光场调制引起的频率偏移,光场对产生率可以提高几个数量级。我们也检测到同样的效果,在一个脉冲训练与子周期结构。我们证明,由于调制效应,脉冲序列的频率可以降低频率阈值。我们还发现,当调制效应达到最大值时,$N$脉冲训练的动量分布可以达到单脉冲的$N^2$倍,并且数密度与脉冲数的函数关系服从指数为$1.6$的幂律.
2017-01-13 quant-ph
Modulation of single-photon-level wave packets with two-component electromagnetically induced transparency
单光子波包的相干操纵对于光量子通信和量子信息处理具有重要意义。本文利用三脚架型原子介质实现了单光子能级脉冲的可控分裂和调制。采用两束控制光,可以将一个信号脉冲存储到两个不同原子集体激发的叠加态中。通过控制两个控制脉冲之间的时间延迟,我们观察到存储的波包分裂成两个时间上不同的模式。通过控制控制光的频率失谐,我们观察到了信号光脉冲的时域和频域干涉,为信号光脉冲调制和多分裂提供了一种方法。
2015-05-03 quant-ph
Bayesian Greedy Receiver for Pulse Position Modulation without an Error Floor under Thermal Noise
本文提出切片贝叶斯贪心接收机,通过将PPM时隙切片并更新后验,在热噪声下优于标准贪心接收机,避免错误平层。
2025-09-12 quant-ph
Inverse-squeezing receivers for squeezed-state pulse-position modulation under ideal and phase-diffusion conditions
Information Support Force Engineering University(信息支援工程大学);School of Computer, Electronics and Information, Guangxi University(广西大学计算机、电子与信息技术学院)
提出压缩态脉冲位置调制(S-PPM)格式和逆压缩条件脉冲归零(IS-CPN)接收机,推导理想情况下的闭式错误概率,并分析相位扩散下的性能,证明其优于传统方案。
2026-07-01 quant-ph
Probabilistic pulse-position modulation for classical communication on quantum channels
本文提出概率脉冲位置调制(PPPM),通过将信号以优化概率分布到多个模式上推广 Hadamard 码,并证明其在中等能量区间可获得优于传统 Hadamard 码的可达通信速率。
2025-02-07 quant-ph
Pulse Width Modulation for Simulating Time-Dependent Quantum Systems
本文提出了一种求解有限谱宽含时薛定谔方程的数值方法,该方法适用于周期和非周期两种情况。我们引入了脉冲宽度调制(PWM)的概念,这是广泛使用的经典控制工程,模拟时间相关的量子动力学之间切换有限数量的常数哈密顿。开关时间可以编程,以提高精度和节省计算资源。数值仿真结果表明,该方法比标准分段定常控制系统具有更快的控制速度和更强的鲁棒性。此外,我们还提出了实现PWM方法的潜在的实施在实验系统中。
2022-09-21 quant-ph
Control over few photon pulses by a time-periodic modulation of the photon-emitter coupling
本文发展了一种Floquet散射形式,用于描述一维波导中微波光子与非线性腔相互作用的准稳态。该模型的灵感来自于超导量子比特可调谐耦合方案工程的最新进展。我们认为,我们的模型可以实现光斩波器的量子模拟。我们发现强烈的周期性调制的传输和反射包络的散射少光子脉冲,包括光子压缩和封锁,以及统计的戏剧性变化。我们的理论分析使我们能够解释这些非平凡的现象所产生的非绝热记忆效应。
2017-04-04 quant-ph
Coherent pulse position modulation quantum cipher supported by secret key
量子噪声中的密钥通信(KCQ)是一种由密钥支持的量子密码,它在实现高速密钥生成和安全数据传输方面具有很大的吸引力。然而,Yuen-2000作为KCQ的基本模型,由于密码系统的所有物理参数都是有限的,很难保证定量的安全性评估。最近,给出了一个广义方案的概要,即所谓的相干脉冲位置调制(CPPM),以显示严格的安全性分析,其中允许参数是渐近的。这为利用高能量、高速度的相干态进行量子密钥分发开辟了一条新的途径。本文利用幺正算符和辛变换理论阐明了CPPM量子信号的一种产生方法,并给出了其安全性的渐近性质和数值例子。
2010-07-10 quant-ph
Phase modulation induced by cooperative effects in electromagnetically induced transparency
我们分析了偶极-偶极相互作用在高密度电磁感应透明装置中的影响。我们的分析和数值计算表明,偏振贡献的本地字段强烈调制弱脉冲的相位。我们给出了一个直观的解释,这种本地场诱导的相位调制,并表明它明显不同于非线性自相位调制的强脉冲的经验在克尔介质。
2010-07-15 quant-ph
Range Dependence of an Optical Pulse Position Modulation Link in the Presence of Background Noise
本文分析了具有背景噪声的深空光通信链路中脉冲位置调制(PPM)格式和基于盖革模式光子计数的直接探测接收机的信息效率。效率,量化使用香农互信息,优化相对于PPM顺序的约束下,一个给定的平均信号功率在简单和完整的解码方案。我们表明,使用完整的解码,检索信息发生在一个PPM帧内的检测器光计数的所有组合,允许一个实现信息效率缩放为距离的平方的倒数,即成比例的接收信号功率。这表示与简单解码相比的定性增强,简单解码将单个PPM帧内的多个光计数视为擦除,并导致随着距离的逆四次缩放。我们提供了易于计算的公式的链路性能的限制信号功率递减。
2018-06-21 quant-ph
Efficiency of Optimized Pulse Position Modulation with Noisy Direct Detection
我们从理论上分析了背景计数对光通信效率的影响,在光子饥饿制度使用的脉冲位置调制(PPM)格式与直接检测。研究了当背景计数率最多与输入光信号产生的光探测事件速率相当时,光子信息效率的下降。PPM符号长度的约束下,一个固定的平均频谱功率密度使用解析近似优化。结果进行了比较,广义开关键控(OOK)优化的先验概率分布的输入二进制字母。广义OOK方案可以被视为PPM方案的放松,其通过去除光脉冲必须在构成PPM符号的时间仓的每个固定长度帧中恰好出现一次的要求。结果表明,在这种情况下,光子信息效率的渐近标度不发生定性变化。
2017-09-05 quant-ph
Photon-efficient quantum cryptography with pulse-position modulation
大多数现有的量子密钥分发(QKD)协议采用的二进制(每光子一比特)编码对其可实现的密钥速率施加了根本限制,特别是在与长距离光纤或卫星到地面链路相关联的高信道损耗条件下。受脉冲位置调制(PPM)方法的启发,光子饥饿的经典通信,我们设计和展示了第一个PPM-QKD,其对集体攻击的安全性是通过连续变量纠缠测量建立的,这也使得一种新的诱饵状态协议在后处理中方便地执行。我们实现了8.0 Mbit/s的吞吐量(2.5 Mbit/s的损失相当于25公里的光纤)和密钥容量高达4.0位每检测到的光子,从而证明了显着的增强所提供的高维编码。这些结果为实现高吞吐量的基于卫星或长距离光纤量子通信提供了一条新的途径,超越了光子接收速率的限制。
2015-10-21 quant-ph
Quantum entanglement response to pulsed gate modulation
该研究探讨了门脉冲调制对量子比特纠缠生成的影响,通过分析不同脉冲轮廓发现增强纠缠的条件,并评估了环境退相干对纠缠形成的影响。
2025-12-15 quant-ph
Phase-only control of GRAPE shaped pulses
University of Oxford(牛津大学)
通过GRAPE算法比较相位控制与相位-幅度控制,发现相位控制更快更简单,且可通过Trotter化实现等效幅度调制。
2026-09-14 quant-ph
Speeding up adiabatic holonomic quantum gates via $π$-pulse modulation
提出基于$π$脉冲调制的快速绝热完整子量子门方案,沿参数空间测地线引导哈密顿量并离散施加相位调制$π$脉冲,在保持绝热鲁棒性的同时实现通用单、双量子比特门。
2025-06-11 quant-ph
Fast and high-fidelity generation of steady-state entanglement using pulse modulation and parametric amplification
我们探索了一个有趣的替代快速和高保真代稳态纠缠。通过指数增强原子-腔相互作用,我们获得了指数增强的系统的有效合作度,这导致了高保真度的状态产生。同时,我们调制驱动场的振幅来加速布居转移到目标态,贝尔州因此,预测了指数缩短的稳定时间。具体地,当系统的协同性为$C=30$时,加速方案的保真度达到$98.5\%$,并且稳定时间比没有加速的情况短约10倍。此外,我们从数值模拟中发现,该加速方案对系统和随机(振幅噪声)误差具有鲁棒性。
2019-07-25 quant-ph
Pulse Width Modulation method for quantum control design
受经典控制工程中的脉宽调制(PWM)技术的启发,提出了将连续控制和开关控制相互转化的PWM近似方法。该方法通过将近似误差压缩到高于规定截止频率$Ω$的高频分量中来工作,该规定截止频率可以通过调制开关式控制的开关时间来定制。由于可以有效地计算bang-bang控制下的量子动力学,PWM使我们能够加快量子控制设计,特别是在具有少量控制变量的高维系统中。此外,PWM铺平了道路,实现各种bang-bang控制协议在文献中与任意波形,这是更可取的在实验室。
2017-12-06 physics.app-ph quant-ph
Transient coherence of an EIT media under strong phase modulation
在电磁感应透明过程中,强相位调制耦合场导致探测场的振幅调制。不同调制频率的时间与失谐曲线揭示了绝热状态和非绝热状态之间的过渡,在绝热状态下,产生一系列平滑脉冲,全局相位取决于失谐,在非绝热状态下,向这些脉冲添加强瞬态振荡响应。在极端的非绝热制度,其中调制频率高于瞬态衰减时间,一个相干干涉图案被揭示。添加磁场提升了超精细能级简并,导致原始脉冲分离为三个脉冲。每个脉冲现在具有取决于磁场的不同相位,从而在不同的磁水平瞬变之间引起干扰效应。我们探讨了磁性和非磁性的情况下的动力学,并显示其相似的朗道-齐纳理论。我们还表明,相结合的全球相位的脉冲与瞬态干扰允许一个广泛的磁感应范围内,而不会失去一个单一的EIT线的灵敏度。
2013-12-30 physics.atom-ph quant-ph
Observation of EIT-enhanced cross-phase modulation in the short-pulse regime
我们提出了一个使用激光冷却Rb原子样品的实验,以表明交叉相位调制方案继续受益于电磁感应透明(EIT),即使透明窗口比信号带宽窄(即,对于比EIT系统的响应时间短得多的信号脉冲)。解决窄EIT窗口可能无法证明对此类应用有用的问题,我们表明,虽然峰值相移在此制度下饱和,但它不会下降,并且时间积分效应继续与EIT窗口宽度成反比。这种集成相移是一个重要的品质因数的任务,如单光子诱导交叉相移的检测。
2015-06-23 physics.atom-ph quant-ph
Exploring the role of asymmetric-pulse modulation in quantum thermal machines and quantum thermometry
我们探讨了当系统与热浴接触时,用非对称脉冲周期性调制量子二能级系统(TLS)的后果。通过采用Floquet-Lindblad形式主义的分析,我们发现,不等的“向上”和“向下”的脉冲持续时间有两个主要的分歧。首先,作为周期性调制的结果而产生的多个边带或光子扇区的能隙通过依赖于调制强度以及上升(或下降)持续时间的分数的项来重新归一化。第二,不同边带的权重不再关于中心带或零光子扇区对称分布。我们说明了这些发现的优势,在量子热机和测温的应用程序的背景下。对于一个热的机器构造的TLS耦合到两个热浴,我们证明了不对称脉冲提供了一个额外的控制度的操作模式的热机器。此外,通过适当地调整子带的权重,我们还表明,一个不对称的脉冲可以提供优越的最优性,在最近提出的协议量子测温,其中动态控制已被证明可以提高测量的精度。
2020-09-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Floquet engineering using pulse driving in a diamond two-level system under a large-amplitude modulation
该研究利用 Carr-Purcell 脉冲序列和同步读出探测大振幅交流磁场中的金刚石 NV 中心 Floquet 态,实验观测到高达 211 阶 Bessel 函数动力学,并指出有限脉宽与误差对调制振幅范围的限制。
2025-05-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spectral shearing of quantum light pulses by electro-optic phase modulation
非经典光的频率转换使得能够基于光谱复用对量子信息进行鲁棒编码,这特别适合于集成光学平台。在这里,我们提出了一个内在确定性的线性光学方法的量子光脉冲的光谱剪切,并表明它保留了波包相干性和光的量子性质。该技术是基于电光多普勒频移实现频率剪切预示的单光子波包的$\pm 200$ GHz,它可以缩放到一个任意的位移。这些结果展示了一种可重构的、幺正的方法来控制量子光的光谱-时间模式结构。
2017-01-10 physics.optics quant-ph
Transformation of the frequency-modulated continuous-wave field into a train of short pulses by resonant filters
提出了将调频辐射场转换为短脉冲训练的谐振滤波方法,并将其应用于光域。有效的频率调制可以通过电光调制器或通过具有窄吸收线的滤波器的谐振频率调制来实现。由于频率调制,窄谱CW辐射场被谐振滤波器视为由调制频率分离的等距光谱分量的梳。调谐窄带滤波器与梳的第$n$个光谱分量谐振,将辐射场转换成脉冲束,每个束中具有$n$脉冲。这种变化可以用相干散射共振分量与整个梳状场的干涉来解释。相长干涉导致脉冲的形成,而相消干涉被看作是脉冲之间的暗窗。结果表明,谐振滤波器的最佳厚度比光域中产生短脉冲所需的色散滤波器的厚度小几个数量级。
2016-09-22 physics.optics quant-ph
Controlled transfer of quantum amplitude via modulation of a potential barrier: numerical study in a model of SQUID
我们数值积分的含时薛定谔方程在一个单自由度的SQUID模型与一个可变的势垒之间的基础通量状态。我们发现,线性叠加的基本状态,与相对较少的剩余激发,可以形成的脉冲调制的障碍,提供的脉冲持续时间超过小振荡的通量的周期。两个脉冲施加在序列表现出强烈的干涉效应,我们建议使用SQUID的消相干时间的实验测定。
2001-05-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Zeno and anti-Zeno effects induced by either frequent measurements, modulations, or a mix of them
使用数值计算,我们比较了许多自旋在随机磁场的集体跃迁概率,受到频繁的投影测量,频繁的相位调制,或调制和测量的混合。对于三种不同的分布函数(高斯分布、洛伦兹分布和指数分布),当脉冲延迟较短且演化时间大于某个临界值时,频繁调制下的跃迁几率被抑制最大。此外,当存在频繁的相位调制时,发生退相干冻结(其中转变速率等于零),而转变速率仅在存在频繁的测量和它们的混合时减小,因为脉冲延迟接近零。然而,在大脉冲延迟区域中,频繁调制下的转移概率比频繁测量或调制和测量的混合下的转移概率增强。
2011-10-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time modulation of atom sources
物质波源的突然开启导致概率密度的特征振荡,这是衍射在时间上的标志性特征。物质波的切趾依赖于使用平滑孔径函数来抑制这种振荡。分析动力学所产生的不同的孔径函数系统地讨论了开关的过程中,单脉冲和多脉冲形成程序。本文还分析了衍射时间图恢复的可能性和时间尺度。在原子激光器中,脉冲输出耦合在时间上的类似调制是导致光束轮廓的动力学演化和特性的原因。对于多个脉冲,不同的相位方案和制度进行了描述和比较。强重叠的脉冲导致在时间和空间上的饱和的、恒定的光束轮廓,直到复兴现象。
2007-01-11 cond-mat.other quant-ph
Short-pulse cross-phase modulation in an electromagnetically-induced-transparency medium
电磁感应透明(EIT)已被提出作为一种方式,大大提高交叉相位调制,导致少光子级的光学非线性的可能性。随着透明窗口宽度Δ_EIT的变窄,这种增强会增强。然而,减小Δ_EIT会增加效应的响应时间,这表明对于给定持续时间的脉冲,非线性的强度可能存在基本限制。我们表明,在最实际的利益的制度-窄EIT窗口扰动短信号脉冲-EIT提供的增强不仅在非线性相移的幅度,但事实上也在其增加的持续时间。也就是说,对于信号脉冲(在时间上)比逆EIT带宽短得多的情况,窄窗口用于延长通过的信号脉冲的效果,导致积分相移随Δ_EIT线性增长,即使峰值相移可能饱和;积分相移的持续增长改善了相移的可检测性,原则上没有限制。对于许多目的,这是感兴趣的可检测性,超过峰值相移的绝对幅度。我们提出了基于线性时不变模型的解析表达式,该模型考虑了几个感兴趣的参数范围内的交叉相位调制的时间行为。我们的结论是,为了优化的EIT为基础的交叉相移的可检测性,应该使用尽可能的EIT窗口,和信号脉冲,是作为宽带的激发态线宽和失谐的半个线宽。
2014-06-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Picosecond laser pulses for quantum dot-microcavity based single photon generation by cascaded electro-optic modulation of a narrow-linewidth laser
本文利用定制电子设备级联驱动两个高带宽EOM,产生短至17 ps、对比度高于25 dB的光脉冲,并实现InGaAs量子点-微腔单光子源的共振激发。
2024-08-15 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Active tuning of ENZ resonances in meta-antenna through phase modulation of optical pulse
Institute of Nuclear Sciences, Hacettepe University(哈杰泰普大学核科学研究所);Department of Nanotechnology and Nanomedicine, Graduate School of Science and Engineering, Hacettepe University(哈杰泰普大学理科学院纳米技术与纳米医学系);Department of Physics, Akdeniz University(安塔利亚地中海大学物理系);Türkiye National Observatories, TUG(土耳其国家天文台);Department of Nanoscience and Nanotechnology, Faculty of Arts and Science, Burdur Mehmet Akif Ersoy University(布尔杜尔穆罕默德阿基夫埃尔索伊大学文理学院纳米科学与纳米技术系)
通过光脉冲相调制实现元抗enna中ENZ共振的主动调节,无需使用ENZ材料,为等离子体超材料的可调谐响应设计提供新方法。
2025-10-21 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Control of magnons via ultrafast magnetization modulation
我们通过从头算实时含时密度泛函理论(TDDFT)模拟演示了利用飞秒激光脉冲对磁振子的光学控制。我们预测Fe $_{50}$ Ni $_{50}$中的自旋波动力学可以通过三种不同的机制通过定制所施加的激光脉冲来操纵:(1)依赖于激光强度的磁振子模的元素选择性破坏,(2)依赖于延迟的磁振子模冻结成瞬态非共线状态(其中延迟是在相对于模拟开始的脉冲峰值中),以及(3)光学诱导子晶格间转移(OISTR)驱动的光学磁振子频率的重整化。利用这种过程将大大加快磁振子设备的速度。
2020-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other quant-ph