Super-resolution Optical Fluctuation Imaging -- fundamental estimation theory perspective
我们提供了一个定量分析的超分辨率成像技术，利用时间波动的亮度的来源，以击败瑞利极限。我们定义了一个操作合理的分辨率增益的品质因数，使我们能够连接的估计理论的概念与通常使用的成像社区，并得出基本的分辨率限制，规模最多的第四根的平均亮度的来源。我们对最先进的方法的性能进行微调和基准测试，重点关注基于累积量的图像处理技术（以常见的缩写SOFI已知），同时考虑到有限光子数和采样时间的影响。
2021-06-07 physics.optics quant-ph
Perspectives on epitaxial InGaP for quantum and nonlinear optics
本文概述了外延InGaP非线性集成光子平台，其凭借卓越的二阶非线性和低损耗，显著提升了非线性光学效应效率，并实现了单光子级量子非线性光学，对量子信息处理具有重要意义。
2024-10-27 physics.optics quant-ph
Microstructured optical fibres for quantum applications: perspective
本文综述了微结构光纤在量子技术中的最新进展，指出实心和空芯光纤的光学非线性可用于量子资源态生成与频率转换，且空芯光纤凭借低损耗、低延迟和低色散在量子网络链路及原子实验中具有巨大潜力。
2024-05-18 physics.optics quant-ph
Perspectives on quantum transduction
量子换能是将量子信号从一种能量形式转换为另一种能量形式的过程，是量子科学和技术的一个重要领域。本文综述了微波和光子之间的量子转换，这是一个最近出现了很多活动和进展的领域，因为它与长距离连接超导量子处理器以及其他应用有关。我们的审查涵盖了领先的方法来实现这样的转导，重点是那些基于原子系综，光机电，电光。我们从不同应用的角度简要讨论了相关指标，以及未来的挑战。
2019-10-10 quant-ph
Information-theoretic perspective on energy conservation in high harmonic generation
ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO - 光子科学研究所，巴塞罗那科学与技术研究院）；Atominstitut, Technische Universität Wien（原子物理研究所，维也纳工业大学）
本文从信息论角度探讨高谐波生成中的能量守恒问题，提出能量守恒子空间的概念，揭示了驱动场吸收多个光子生成高能光子的过程，并展示了其在量子光学中的非经典性质和光子统计特性。
2026-03-21 quant-ph
Deploying quantum light sources on nanosatellites I: lessons and perspectives on the optical system
小型光子纠缠量子系统是一种集成仪器，其中泵，光子对源和探测器组合在单个光学托盘和电子器件封装中，不大于10cm x 10cm x 3cm。这种占地面积使该仪器能够放置在纳米卫星上或国际空间站内的CubeLab设施中。第一项任务是了解可能影响近地轨道纠缠光子源运行的不同环境条件。这种理解是至关重要的建设具有成本效益的纠缠为基础的实验，利用纳米卫星架构。我们将讨论的挑战和经验教训，我们已经学到了三年的开发和测试的集成光学平台，并审查未来的先进实验的前景。
2015-08-28 physics.ins-det quant-ph
Non-quantum entanglement resolves a fundamental issue in Polarization optics
本文提出的问题是经典的意义上是古老的：哪一个子集的4 × 4矩阵应被接受为物理穆勒矩阵在偏振光学？非量子纠缠之间的偏振和电磁光束的空间自由度被证明是提供一个明确的方式来解决这个问题的物理基础。
2009-06-13 quant-ph
Coherent Ising machines -- Quantum optics and neural network perspectives
相干伊辛机（CIM）是光学参量振荡器（OPO）的网络，其中远高于阈值的“最强”集体振荡模式对应于给定伊辛问题的最优解。当抽运率或网络耦合率从阈值以下增加到阈值以上时，伊辛耦合矩阵[J_ij]中具有最小特征值的特征向量出现在阈值附近，阻碍了机器弛豫到真正的基态。两个互补的方法来解决这个问题在这里描述。一种方法是利用低于阈值的OPO的压缩/反压缩真空噪声通过量子噪声相关在许多局部最小值上产生相干扩展，这可以使机器能够访问真实基态或具有足够接近阈值以上的基态的本征能量的激发态。另一种方法是实现实时误差校正反馈回路，使得机器在探索性搜索基态期间从一个局部最小值迁移到另一个局部最小值。最后，一组定性类比连接CIM和传统的计算机科学技术指出。特别是，在组合优化中使用的信念传播和调查传播触及。
2020-09-25 quant-ph
Incoherent control of two-photon induced optical measurements in open quantum systems: quantum heat engine perspective
本文提出用非相干控制协议优化开放量子系统中的双光子光学测量，并将其建模为量子热机，证明其最大功可超越经典泵浦方案，为量子光双光子过程的测量控制提供新途径。
2022-03-08 physics.optics quant-ph
Fundamental building block for all-optical scalable quantum networks
有效的长距离量子通信的主要障碍是传输过程中的光子损失和贝尔测量的概率性质，导致时间和资源随距离呈指数缩放。为了克服这些困难，虽然传统的量子中继器需要使用长寿命量子存储器进行基于物质的操作，但最近的提议采用了纠缠中的编码多光子，为可扩展性提供了另一种方式。在追求可扩展的量子通信时，自然会出现这样的问题：全光可扩展性是否存在任何最终限制，以及是否以及如何实现。基于这些问题，我们导出了多光子Bell测量的效率和容损性的基本限制，它不受协议的限制，而受物理定律的限制，即线性光学和不可克隆定理。然后，我们提出了一个贝尔测量计划与线性光学，这使得一个达到两个基本限制：一个由线性光学和其他的不可克隆定理。基于我们方案的量子中继器允许在任意长距离上实现快速有效的量子通信，优于以前的全光子和基于物质的协议。我们的工作为量子网络提供了一个基本的构建模块，但接近全光可扩展性的最终极限。
2019-11-04 quant-ph
Fundamental rate-loss tradeoff for optical quantum key distribution
自1984年以来，各种光量子密钥分发（QKD）协议被提出并被研究。在所有这些算法中，密钥生成的速率都随着距离呈指数衰减。一个自然和基本的问题是，是否有尚未发现的光学QKD协议（没有量子中继器）可以规避这种速率-距离权衡。本文为回答这一问题迈出了重要一步。我们表明，一个有损和嘈杂的光信道辅助无限的双向公共经典通信的秘密密钥协议的能力是有限的上限，这仅仅是一个函数的信道损耗，无论有多少光功率的协议可能使用。我们的研究结果对于理解光信道的密钥协商能力具有重要意义--这是光量子信息理论中一个长期存在的开放问题--并强烈表明量子中继器在长距离上以高速率执行QKD的真正需求。
2015-04-24 quant-ph
Quantum Computing: Fundamentals, Trends and Perspectives for Chemical and Biochemical Engineers
我们每天都在使用经典计算机的好处和组件。然而，有许多类型的问题，随着它们规模的增长，它们的计算复杂性比经典计算机能够解决的要大。量子计算（QC）是利用量子物理特性来解决此类问题的计算模型。QC正处于各个行业领域大规模采用的早期阶段，以利用它所提供的算法加速。它可以应用于各种领域，如计算机科学，数学，化学和生物化学工程以及金融行业。本文的主要目的是为可能不熟悉量子计算的化学和生物化学研究人员和工程师提供概述。因此，本文首先解释了QC的基本概念。本出版物试图解决的第二个贡献是，化学工程文献仍然缺乏对QC最新进展的全面回顾。因此，本文回顾和总结了最新技术水平，以深入了解量子计算如何使化学工程问题受益和优化。参考书目分析涵盖了QC的综合文献，并使用Clarivate分析法分析了1990年至2020年化学工程中各种出版物主题的量子计算研究。在文献分析的基础上，重点介绍了QC在化学和生物化学工程中的相关应用，并对该领域的未来发展方向进行了展望。
2022-01-08 quant-ph
Quantum friction: environment engineering perspectives
我们证明了Lindblad的基本不去结果的推广：量子系统不能完全冻结，在某些情况下，甚至可以通过非线性不变耗散-量子摩擦来热化。然而，一个实用的方法，提出了工程几乎完美的量子模拟的经典摩擦多普勒冷却框架内。这些发现为原子和分子的标志性耗散工程（例如非互易耦合）铺平了道路。
2016-12-09 quant-ph
The number of fundamental constants from a spacetime-based perspective
本文以时空为出发点，重新审视基本常数数量之争，证明伽利略时空需两个基本常数，相对论时空仅需一个。
2024-10-08 gr-qc hep-th quant-ph
Fundamental phenomena of quantum mechanics explored with neutron interferometers
对量子力学的持续迷恋不断地推动着量子光学的广泛领域的发展，包括其中子光学分支。中子光学方法，特别是中子干涉测量和偏振测量的应用在基本量子现象的实验研究中有着悠久的传统。我们给出了近年来相关的实验工作的概述。
2014-07-11 quant-ph
Achievements and Perspectives of Optical Fiber Fabry-Perot Cavities
法布里-珀罗干涉仪已经激发了许多科学和技术应用，从高分辨率光谱学到计量学，光学滤波器到量子极限下的光和物质界面等等。光纤的端面加工已经使得光学法布里-珀罗腔的小型化成为可能。与光纤波导技术的集成允许具有良好缩放特性（包括机械稳定性和紧凑模式几何形状）的小而开放的设备。这些光纤法布里-珀罗腔（FFPC）在许多领域，包括腔量子电动力学，光学力学，传感，非线性光学和更多的刺激扩展应用。在这里，我们总结了基于光纤法布里-珀罗腔的设备的最新技术水平，提供了应用的概述，并得出预期的进一步研究活动的结论。
2022-01-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
From Solid-State Spin Defects to Fluorescent Proteins: A Perspective on Quantum Optical Sensing Platforms for Biomedical Applications
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
该综述展望了量子光学传感从固态自旋缺陷平台向生物集成系统的转变，介绍了相关技术进展、生物相容性改进及应用挑战，为生物医学量子传感发展提供视角。
2026-10-09 physics.optics quant-ph
Quantum Noise from a Bohmian perspective: fundamental understanding and practical computation in electron devices
在文献中，量子器件中电子输运的研究主要致力于直流特性。电流在这些直流值附近的波动，即所谓的量子噪声，很少被分析。量子噪声的计算与我们理解/计算多次测量的量子系统的时间演化的能力有着内在的联系（通过时间相关性）。有几种量子理论提供了不同的（但经验上等价的）理解/计算波函数在测量时的扰动的方法。在这项工作中，量子噪声相关的电子撞击在一个透明的障碍解释使用玻姆力学（处理波函数和点状粒子）。从这个结果出发，讨论了对玻姆轨道量子噪声的基本认识和实际计算。数值模拟的低频和高频特性的量子散粒噪声在共振隧穿二极管（通过BITLLES模拟器），显示的Bohmian方法的实用性。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum metaphotonics: recent advances and perspective
该论文总结了量子超构光子学的最新进展，该领域利用亚波长谐振器和超构表面产生、操控和探测光量子态，旨在实现量子光学元件的微型化，并展望了未来发展方向。
2024-03-16 physics.optics quant-ph
Dynamical quantum phase transitions from quantum optics perspective
该研究从量子光学视角出发，揭示动力学量子相变的Loschmidt速率奇点与两能级系统的标准Rabi振荡高度相似，且部分多体系统行为可映射至该简单动力学，还提出了Loschmidt回波奇点与量子疤痕的关联。
2023-06-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Lorenz, Gödel and Penrose: New perspectives on determinism and causality in fundamental physics
尽管以其在混沌不可预测性方面的开创性工作而闻名，但气象学家Ed Lorenz工作的核心关键发现是时空微积分和状态空间分形几何之间的联系。事实上，洛伦兹分形不变集的性质将时空演算与数学的深层领域联系起来，如哥德尔不完全性定理。这些性质，结合最近的一些发展，在理论和观测宇宙学，激发什么是所谓的“宇宙学不变集公设”：宇宙$U$可以被认为是一个确定性的动力系统上的因果测量零分形不变集$I_U$在其状态空间的发展。$I_U$的符号表示是基于四元数的置换表示而显式构造的。由此产生的“不变集理论”提供了一些新的观点决定论和因果关系的基础物理学。例如，虽然宇宙学不变集看起来有足够丰富的结构来描述量子概率，但它的零测量特性确保它足够稀疏，以防止不变集理论受到贝尔不等式的约束（与部分违反所谓的测量独立性假设一致）。几何学的首要地位体现在所提出的理论中，扩展了支撑广义相对论的原则。其结果是，物理基础的当代方案，适用于一些假定的引力拉格朗日标准场量子化的质疑。与彭罗斯提出的确定性但不可计算的基础物理理论相一致，基于$I_U$的几何学提出了一种“量子引力理论”，对暗宇宙具有潜在的观测结果。
2014-03-25 gr-qc quant-ph
Optomechanics of optically-levitated particles: A tutorial and perspective
本文以教程形式综述光悬浮粒子光力学的关键概念、实验与理论方法及当前研究进展，并展望新兴实验平台与未来理论发展方向，为初学者提供入门参考。
2024-08-06 physics.optics quant-ph
Fundamental principles and applications of nonlinear optical phenomena in classical and quantum electrodynamics
本文针对微纳技术领域中非线性光学现象的应用需求，阐述了非线性光学材料与系统的一般特性，重点研究了参量放大、带泵浦耗尽的倍频、光量子噪声及参量荧光等内容。
2024-10-05 physics.optics quant-ph
Pre-Channel Entanglement Shaping Achieves Fundamental Superiority over Post-Distillation: A Geometric Entropy Perspective
Guangzhou College of Technology and Business（广州工商学院）；Shenyang University of Technology（沈阳工业大学）；Yanbian University of Technology（延边科技大学）
本文从几何熵视角出发，提出预通道纠缠塑造（PES）方法，通过主动设计系统-环境耦合，在通道传输前或期间实现比后分馏协议更高效的纯化能力，并通过量子相对熵与分离态框架证明其物理不可行性。
2026-05-15 math.OA quant-ph
Geometric phase in anisotropic Kepler problem: Perspective for realization in Rydberg atoms
本文预测了带光学有质动力诱导单轴各向异性的开普勒哈密顿量对应的里德伯原子陀螺效应，指出高主量子数里德伯态可在微秒到毫秒尺度经装置机械旋转产生类似傅科摆的几何角。
2025-11-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
