All-optical Realization of Quantum Ratchets
Clinton Thompson, Gautam Vemuri, G. S. Agarwal
提出了一种在耦合波导阵列介质中实现全光量子棘轮的理论方法。通过将光耦合到两个相邻的波导中，并计算位置空间算符的期望值，我们证明了该光学系统的量子棘轮行为。
A theoretical realization of an all-optical quantum ratchet is proposed in a medium composed of an array of coupled waveguides. By coupling light into two adjacent waveguides, and calculating the expectation value for the position space operator, we demonstrate the quantum ratchet like behavior of this optical system.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Experimental Realization of a Quantum Ratchet Through Phase Modulation
我们报告的实验实现单向运输岛结构，否则混沌相空间的三角形踢转子系统。使用玻色-爱因斯坦凝聚体作为超冷原子的源，我们在反冲中采用非对称相位调制，原子的窄动量分布使我们能够解决单个岛结构。我们在这个系统中观察到量子棘轮行为，在没有定向力的情况下具有明确的定向动量流，我们将其描述并与ε-经典理论联系起来。
Localization, quantum resonances and ratchet acceleration in a periodically-kicked $\mathcal{PT}$-symmetric quantum rotator
我们考虑波输运现象中的$\mathcal{PT}$对称扩展的量子旋转体模型的踢，并揭示，动力学本地化协助不间断的$\mathcal{PT}$阶段。在离域（量子共振）制度，$\mathcal{PT}$对称性总是在破缺阶段和棘轮加速出现的签名单向非厄米传输。基于相位光栅和损耗光栅相结合的无源光学谐振腔中光束的横向传播，提出了一种基于相位光栅和损耗光栅相结合的无源光学谐振腔中的脉冲反冲$\mathcal{PT}$对称哈密顿量的光学实现方法，用于可视化分数塔尔博特腔中的加速模式。
Experimental demonstration of photonic quantum ratchet
我们用相位镜创造了光的势能，然后在全光学系统中实验实现了光子量子棘轮，其中棘轮效应可以用肉眼观察到超过22个步骤，并且可以证明量子共振。我们的方法也为用经典光模拟量子粒子提供了一种新的手段，并可应用于研究许多其他量子现象。
Chaotic ratchet dynamics with cold atoms in a pair of pulsed optical lattices
提出了一个实现冷原子在一对周期闪烁光晶格中定向输运的简单模型。解释了这种棘轮效应的起源，并证明了其鲁棒性下的典型的冷原子实验的缺陷。我们的结论是，我们的模型提供了一个明确的方式来实现定向输运的原子光学实验。
Quantum Ratchets for Quantum Communication with Optical Superlattices
我们提出利用量子棘轮在光学超晶格中的原子链中传输量子信息。量子棘轮是由光学超晶格的连续调制产生的，这种调制在时间和空间上都是周期性的。尽管作用在原子上的平均力为零，我们证明了棘轮效应确实允许原子在偶数和奇数位置上沿相反的方向运动。通过在光晶格中加载二能级玻色子原子，该方案允许将压印在一个或多个原子中的量子比特或纠缠态完美地传输到晶格中的任何期望位置。从量子计算的角度来看，传输是通过完美交换门的平滑级联来实现的。我们分析设置与非相互作用和相互作用的粒子，在后者的情况下，我们使用的工具，最优控制设计最佳的调制。我们还讨论了该方法在当前实验中的可行性。
Quantum-enhanced capture of photons using optical ratchet states
自然和人工光收集系统通常在光子通量相对低的状态下操作。因此，除了吸收尽可能多的光子之外，最重要的是防止激子通过光子再发射而湮灭，直到它们经历了不可逆的能量转换过程。从光合天线结构的灵感，我们在这里考虑环状系统，并介绍了一类国家，我们称之为棘轮：激发态能够吸收，但不发光。这使得我们的天线能够吸收更多的光子，同时保留已经捕获的光子的激发。四个站点的一个环的模拟揭示了一个峰值功率增强高达35倍的环境条件下，由于棘轮效应和防止通过暗态人口的排放相结合。在慢提取极限下，仅由于棘轮效应而可实现的功率增强超过20%。
Driven Ratchets for Cold Atoms
布朗马达或棘轮是“矫正”布朗运动的装置，即它们可以产生无偏波动的粒子流。棘轮效应是一个非常普遍的现象，适用于广泛的物理系统，实际上棘轮已经实现了各种固态设备，光学陷阱设置以及合成分子和颗粒气体。本文综述了近年来在受驱动光晶格中实现冷原子交流驱动棘轮效应的实验研究。对于布朗马达来说，这是一个非常不寻常的系统，因为没有真正的热浴，原子的周期势和涨落都由激光场决定。这样一个系统使我们能够实现实验摇摆和门棘轮，并精确地调查在这些棘轮对称性和运输之间的关系，无论是周期性和准周期性驱动的情况下。
Periodically driven Quantum Ratchets: Symmetries and Resonances
我们研究了由周期势和时间周期驱动场组成的倾斜和闪烁哈密顿棘轮的量子形式。该系统的动力学是由一个Floquet演变矩阵轴承相应的哈密顿量的对称性。直流电流的出现是由于Floquet本征态的去对称化，当所有相关的对称性都被违反时，Floquet本征态就变成了输运态。这些本征态主要有助于定向输运驻留在相空间区域对应的经典共振。量子动力学导致交流场的初始相位对平均速度的依赖性。由于避免了不同Floquet状态之间的交叉，在调谐一些控制参数时发生DC电流的谐振增强（或抑制）。我们的研究主要是针对实验实现的交流驱动的量子棘轮与冷原子。
Two-dimensional rocking ratchet for cold atoms
实验研究了冷原子在三束耗散光晶格驱动下的二维摇摆棘轮效应。通过相位调制两个晶格梁在垂直方向上施加AC力。正如一般理论[S. Denisov等人，物理修订信函100，224102（2008）]中，我们观察到高维摇摆棘轮特有的整流现象，如通过在正交方向上施加的两个单谐波驱动所确定的。此外，通过在垂直方向上施加两个双谐力，我们证明了在光晶格平面内产生任意方向电流的可能性。
Light-harvesting enhanced by quantum ratchet states
我们认为生物启发的环系统作为光伏电路，以探索“光棘轮”的优势，耦合的光偶极子的安排，使离域激子状态，保护免受辐射衰变，同时允许吸收更多的光子的过程。我们探讨如何棘轮天线的性能与系统的大小尺度时，激子是非相干或相干提取的天线相关的陷阱网站。在这两种情况下，我们也移动到极化子框架，以更紧密地模拟现实系统中的耦合振动模式通常可以假设是强的。我们发现一个多方面的和微妙的依赖关系的预测性能之间的相互作用的几何排列，提取机制，和振动耦合强度。某些机制支持每个站点提取的功率的实质性性能改进。
Many-body quantum ratchet in a Bose-Einstein condensate
本文研究了一个环形阱中的稀玻色-爱因斯坦凝聚体在一对周期性闪烁的光晶格中的动力学行为。我们首先证明，在非相互作用的情况下，该系统可以提出一个量子对称性，禁止棘轮效应经典预期。然后，我们展示了如何多体原子原子相互作用，平均场近似内处理，可以打破这种量子对称性，从而产生定向运输。
Hamiltonian ratchets with ultra-cold atoms
在过去的十年里，量子共振棘轮已经实现了原子定向电流的产生。这些非耗散系统基于玻色-爱因斯坦凝聚体与光学驻波势的相互作用，以在动量空间中产生原子流。在本文中，我们提供了一个审查这些棘轮的重要功能，特别强调其优化使用更复杂的初始状态。我们还研究了他们的稳定性接近共振条件的踢。最后，我们讨论的方式，这些棘轮可能铺平道路的量子（随机）行走和物质波干涉的应用。
Quantum ratchets in dissipative chaotic systems
利用量子轨道方法研究了耗散环境下粒子在脉冲非对称势场中出现的量子混沌耗散棘轮。该系统的特点是从一个量子奇异吸引子中产生定向输运。在有效普朗克常量很小的情况下，该模型表现出从量子态到经典态的转变，符合对应原理。我们还讨论了适用于实现光晶格中冷原子量子棘轮效应的参数值。
Quantum ratchet driven by broadband perturbation
研究了深光晶格中原子系综的运动。我们提出了一种新的方法来构建一个原子棘轮叠加两个额外的晶格，其振幅是小的，并进行宽带调制。宽带调制是通过谐波噪声建模。定向原子输运发生在调制附加晶格振幅的信号之间的适当选择的相移。结果表明，棘轮的效率非单调地依赖于决定调制信号谱宽的参数。
Quantum Ratchet Accelerator without a Bichromatic Lattice Potential
在量子棘轮加速器系统中，可以在不使用偏置场的情况下动态地生成线性增加的定向电流。具有完全经典混沌的通用量子棘轮加速[Gong和Brumer，Phys.Rev.Lett. 97，240602（2006）]构成了量子混沌的一个新元素，也是对经典棘轮输运求和规则的一个有趣的违反。在这里，我们提出了一个简单的量子棘轮加速器模型，也可以产生线性增加的量子电流与完全经典混沌。这个新模型不需要双色晶格势。它是基于一个变种的共振踢转子系统，周期性地踢两个光晶格潜力相同的晶格常数，但具有不等的振幅和固定的相移之间。详细研究了棘轮电流加速率与系统参数的关系。我们的新量子棘轮加速器模型的冷原子版本应该可以通过对当前冷原子实验进行轻微修改来实现。
A regular Hamiltonian halting ratchet for matter wave transport
本文设计并利用一维光学晶格中的玻色–爱因斯坦凝聚体，首次实验观测到基于周期性静止可积轨迹的正则哈密顿棘轮线性非扩散物质波输运，并分析有效普朗克常数与量子最优控制的作用。
Optical realization of the dissipative quantum oscillator
本文从理论上提出了一种基于慢动镜光学谐振腔中横向光动力学的阻尼量子振荡器的光学实现。光学谐振腔设置提供了耗散量子振荡器的时间相关的Caldirola-Kanai哈密顿量的简单实现，并且使得能够可视化经典（射线光学）极限中的阻尼振荡和量子（波动光学）制度中的波包崩溃的影响。
Experimental realization of a momentum-space quantum walk
我们报告了一个离散时间量子行走，使用超冷铷-87原子的动量作为行走空间和两个内部原子态作为硬币自由度。行走的每一步都由抛硬币（微波脉冲）和单位移位算子（共振棘轮脉冲）组成。我们对各种参数的影响进行了全面的实验研究，包括移位操作的强度、硬币参数、噪声和系统的初始化对行走行为的影响。在我们的实验中可以很好地控制行走动力学，潜在的应用包括原子干涉和工程不对称行走。
Experimental realization of an optical antenna for collecting 99% of photons from a quantum emitter
我们提出了一种光学天线的制造和表征，该天线将量子发射器的偶极辐射转换为具有99%效率的定向光束。除了其影响的纳米级发射器的有效检测，这种天线有利于一个确定性的单光子源与应用在量子信息处理，计量和子散粒噪声检测的吸收。我们讨论了目前使用的量子发射器实现这样的设备的物理限制。
Experimental realization of three-color entanglement at optical fiber communication and atomic storage wavelengths
包括低损耗光纤传输和原子共振频率在内的多色纠缠态是未来量子信息网络的重要资源。介绍了在852 nm、1550 nm和1440 nm波长下连续变量三色纠缠产生的实验结果。纠缠产生系统由两个级联的非简并光学参量振荡器（NOPO）组成。两种NOPO中非线性晶体的灵活选择性和NOPO的可调谐特性为三束纠缠光束的频率选择提供了较大的自由度，因此该系统有望发展成为具有原子存储单元和长光纤传输线的量子信息网络的实用器件。
Realization of nonlinear optical nonreciprocity on a few-photon level based on atoms strongly coupled to an asymmetric cavity
光学非互易性在光子信息处理中对于路由光信号或防止噪声的反向流动是重要的。利用强耦合腔QED系统中与少数原子相关的强非线性和非对称腔结构，我们在实验上证明了两个反向传播的极低功率光场之间的非互易传输。由于系统的高光学非线性，这种非互易性甚至可以发生在少光子水平上。通过改变与腔强耦合的有效原子数，可以灵活地调节工作功率。这一思想和结果可应用于光纤基腔QED系统中的光二极管芯片。我们的工作为利用强耦合原子的非线性特性在少光子水平上实现光学非互易性开辟了新的前景。
Classical realization of dispersion-canceled, artifact-free, and background-free optical coherence tomography
量子光学相干层析成像（Q-OCT）提供了一种色散消除的轴向成像方法，但其实际应用受到光源的弱点和图像中的伪影的限制。最近的一项研究，使用啁啾脉冲干涉（CPI）已经证明了色散消除和伪影的OCT与经典系统，但是，不需要的背景信号仍然存在后，消除文物。在这里，我们提出了一个经典的光学方法，实现了色散抵消，无伪影，无背景OCT。我们采用了时间反转系统的Q-OCT与变换限制的输入激光脉冲，实现色散抵消OCT与经典系统。我们还引入了一种减法来去除伪影和背景信号。用这些方法，我们实验证明了色散取消，伪影免费，和背景免费轴向成像的盖玻片和横截面成像的硬币表面。
Quantum optical realization of arbitrary linear transformations allowing for loss and gain
幺正变换通常在量子光学领域建模和实现。相反，可能涉及损失和增益的非酉变换需要不同的方法。在这个理论工作中，我们提出了一个通用的方法来处理非酉网络。输入的方法是一个任意的线性变换矩阵的光学模式，不需要坚持玻色子交换关系。该方法构建了一个变换，其中包括感兴趣的网络，并考虑了与损耗和增益相关的全量子光学效应。此外，通过根据简单构建块的分解，它以类似于Reck等人的分解的方式提供了一个逐步的实施方案[Reck等人，物理修订信函73，58（1994）]，但适用于非酉变换。该方法的应用包括正算子值测度的实现和概率光量子信息协议的设计。
Optical realization of the two-site Bose-Hubbard model in waveguide lattices
基于光在工程光波导晶格中的输运，从理论上提出了双位玻色-哈伯德哈密顿量的经典实现。光晶格使得Fock空间中玻色-哈伯德动力学的直接可视化成为可能。
Revisiting the optical $PT$-symmetric dimer
光学已被证明是量子力学实验模拟的沃土。最近，$\mathcal{PT}$ -对称量子力学的光学实现已经在理论上和实验上被证明，为旨在利用这种对称性设计实用光学器件的国际努力打开了大门。在这里，我们集中在光学$\mathcal{PT}$对称二聚体，一个双波导耦合器的材料显示对称的有效增益和损耗，并提供了一个审查的线性和非线性光学实现从对称性为基础的观点。我们超越了一个简单的文献回顾，并表明，二聚体只是最小的一类平面$N$波导耦合器，是2+1维洛伦兹群的光学实现。此外，我们提供了一个公式来描述光传播通过波导耦合器描述的非厄米特模式耦合矩阵的基础上的非厄米特推广的埃克塞特定理。
Optical realization of two-boson tunneling dynamics
基于光在四芯微结构光纤中的输运，提出了双势阱中两相互作用玻色子隧穿动力学的光学实现。的光学设置，使可视化在一个纯粹的经典系统的整个交叉从拉比振荡相关对隧道和隧道的一个片段对在费米子化极限。
Atomic coherent state in Schwinger bosonic realization for optical Raman coherent effect
对于光学拉曼相干效应，我们在Schwinger玻色子实现中引入原子相干态（或具有不同角动量值的角动量相干态），它们是描述拉曼效应的哈密顿量的本征向量。类似于光子相干态描述激光的事实，原子相干态与拉曼过程有关。
Spectral Singularities of a Complex Spherical Barrier Potential and Their Optical Realization
光谱奇点的数学概念允许物理解释为零宽度共振。它发现了一种光学实现，作为某种类型的激光效应，发生在阈值增益。我们探讨了一个复杂的球形势垒的光谱奇异性，并研究了它们的实现作为横向球形电磁波发射的增益介质与球形几何。特别地，对于一种典型的染料激光材料，我们得到了发生这种光谱奇异性的增益介质尺寸的下限。
Experimental realization of multipartite entanglement of 60 modes of a quantum optical frequency comb
我们报道了在双模泵浦光参量振荡器的量子光学频率梳中实现一个60模和两个30模双轨量子线团簇态的实验和表征。这是有史以来最大的纠缠系统，其子系统都是同时可用的。这种纠缠是由单个分束器将大量EPR对相干级联而成的，这一过程也是实现超晶格团簇态用于通用量子计算的基石。
Nonlinear optical realization of non-integrable phases accompanying quantum phase transitions
本文提出利用具有四方对称性的各向异性低双折射光纤中的非线性光学效应，通过绝热调节非线性磁化率使斯托克斯矢量积累与量子相变具有相同规范结构的非可积 Hannay 角，并讨论了纳米晶体沉积的实验实现方案。
Optical realization of relativistic non-Hermitian quantum mechanics
光在具有增益/损耗区域的分布反馈光学结构中的传播提供了一种可访问的实验室工具，以在光学中可视化具有非厄米特相互作用的一维狄拉克方程的光谱特性。谱奇异性和PT对称性破缺的狄拉克哈密顿量被证明是对应于简单的可观察到的物理量和相关的众所周知的物理现象，如共振窄化和激光振荡。
Optical realization of optimal unambiguous discrimination for pure and mixed quantum states
量子力学禁止非正交态之间的确定性区分。尽管如此，明确区分非正交态的能力是量子信息处理中的重要基础。在这项工作中，我们通过实验实现广义测量的光学系统，并证明了第一个最佳的明确区分三个非正交状态，成功率为55%，与25%的最大可实现使用投影测量进行比较。此外，我们提出的第一个实现明确区分纯态和非正交混合态。
Experimental realization of linear-optical partial SWAP gates
提出了一类双量子比特部分SWAP门的线性光学实现方法。不同的门操作，包括SWAP和SWAP的纠缠平方根，可以通过改变一个经典的控制参数-即干涉仪中的路径差来获得。输出态重构、全过程层析成像和编队纠缠度的评估证明了该门的良好性能。
Tailored particle current in an optical lattice by a weak time-symmetric harmonic potential
当时空对称性被破坏时，量子棘轮在零平均值的时间周期势的驱动下表现出渐近电流。最近有一个辩论是否定向电流可能出现的潜力，不打破这些对称性。我们在这里表明，在存在的quasienergy谱中的简并，可以诱导持久的定向电流，即使时间反演对称性没有被打破。我们的模型可以实现与超冷原子的光晶格在紧束缚制度，我们表明，可以控制的时间尺度的平均电流的极弱的字段。
Optical Realization of Quantum Gambling Machine
量子赌博-一个安全的远程两方协议，没有经典的-通过光学方法证明。爱丽丝在两条潜在路径的叠加态中准备了一个光子。然后，一条路径通向鲍勃，并被分成两部分。通过Alice的路径与Bob的一部分路径之间的量子干涉验证了该方案的安全性，从而证明了通过这种方法实现量子赌博机的可行性。
Engineering a C-Phase quantum gate: optical design and experimental realization
利用单光子的纵向动量自由度（即光路自由度）实现了一个双量子比特的量子门，即C相。用于设计该量子门的实验装置代表了用于产生和表征2光子4量子位相位Dicke态的高稳定性闭环干涉装置的高级版本。文中还详细讨论了相位Dicke态多体纠缠的一些实验结果。
Optical designs for realization of a set of schemes for quantum cryptography
在过去，已经提出并实验实现了几种量子密码方案。然而，即使随着量子技术的进步和对设计直接安全量子通信方案的兴趣的增加，这些加密方案的实验实现也不多。在本文中，我们已经提供了一套光学电路，这样的量子密码方案，这还没有通过修改我们的一些理论上提出的安全通信方案的实验实现。具体地，我们已经提出了用于实现基于两个单光子和一个纠缠态的受控量子对话方案的光学设计，并且随后减少了我们的光学设计以产生用于实现其他安全量子通信任务的更简单的设计，即，受控确定性安全量子通信、量子对话、量子安全直接通信、量子密钥协商和量子密钥分发。我们进一步提出了一种基于纠缠交换的确定性安全量子通信及其受控通信的光学设计。
Atoms trapped by a spin-dependent optical lattice potential: realization of a ground state quantum rotor
在六角对称的二维自旋相关光晶格势作用下，冷原子气体中被囚禁的原子围绕势极小值进行轨道运动。这样的原子是基本的量子转子。我们发展了这种量子转子的理论。波函数，能量和简并确定玻色子和费米子原子，和磁偶极状态之间的跃迁阐明。在光晶格中，每一个晶胞中只有一个原子的量子转子可以用作高精度的旋转传感器、加速度计和磁力计。
A realization of a quasi-random walk for atoms in time-dependent optical potentials
本文研究了双色泵浦腔中原子的含时动力学，纵向通过侧镜，横向通过原子偶极的直接驱动。这两个驱动频率的跳动导致了一个依赖于时间的有效光学势，迫使原子进入一个非平凡的运动，强烈类似于晶格点之间的离散随机行走行为。我们提供了这样的准随机行走行为的数值和分析分析。
Experimental realization of a quantum CNOT gate for orbital angular momentum and polarization with linear optical elements
我们提出并实验证明，一个马赫-曾德尔干涉仪组成的偏振分束器和五棱镜的地方的一个反射镜工作作为一个线性的光量子控制非（CNOT）门。为了执行信息处理，光子的偏振和轨道角动量（OAM）分别充当控制和目标量子位。读出过程很简单，在检测之前只需要一个线性偏振器和一个三角形衍射孔径。实验的可行性和稳定性使本建议成为未来实现光量子计算协议的有价值的候选者。
Optical realization of universal quantum cloning
除了不可克隆定理，普适的对称量子克隆机首先由Buzek和Hillery提出。在这里，我们用线性光学器件实现了一到两个量子比特的Buzek-Hillery克隆机。这种方法依赖于用单个光子表示几个量子比特。我们证明了，对于任意输入纯态，两个输出量子比特与原始量子比特之间的保真度都是5/6（这被证明是一对二量子比特通用克隆器的最佳保真度）。
Optical realization of one-dimensional generalized split-step quantum walks
量子漫步不仅仅是构建量子算法的工具。它们已被有效地用于许多复杂物理过程的量子动力学建模和仿真。特别是，离散时间量子行走的一种变体，称为分步量子行走，与狄拉克元胞自动机和拓扑绝缘体密切相关，其实现依赖于演化算子的位置相关控制。由于易于操作的多个自由度的光子，我们提供了一个光学设置的分裂步操作，结合位置相关的硬币（PDC）操作可以完成一个桌面设置的广义分裂步行走。此外，我们提出了一个光学实现PDC操作，允许，例如，实现电量子行走，控制本地化动力学，并模拟时空曲率效应。此外，我们还提出了一种实现{ \it any} $t$ -步分步量子行走的装置，该装置包括2个$J$ -板、2个可变波片、1/2波片、1个光开关和1个光延迟线。
Stochastic resonance in periodic potentials: realization in a dissipative optical lattice
我们观察到耗散光晶格布里渊传播模的随机共振现象。这种模式已被激发，通过施加一个移动的电位调制与相速度等于模式的速度。它的振幅已经被表征为原子云的质心（CM）速度。在布里渊共振条件下，我们研究了在一定深度的势阱中，CM速度与光抽运率的关系。我们已经观察到的CM速度的光抽运率，对应于噪声强度的共振依赖性。这对应于在低阻尼制度的周期性电位的随机共振的实验观察。
An Experimental Realization of Quantum-vacuum Geometric Phases by Using the Gyrotropic-medium Optical Fiber
本文讨论了量子真空几何相（起源于真空零点电磁涨落）与非正规乘积过程之间的联系。为了在量子真空水平上研究这种有趣的几何相位，我们提出了一种实验上可行的方案，通过一个由旋向性介质制成的非共面弯曲光纤来测试它。本实验实现的一个显著特征是，人们可以容易地从消失的和平凡的总量子真空几何相位中提取左手和/或右手圆偏振光的非消失的和非平凡的量子真空几何相位。
Quantum Optical Realization of Classical Linear Stochastic Systems
本文展示如何利用量子光学组件实现一类经典线性随机系统，通过提供构建方法和测量反馈回路应用实例，突出其在性能提升方面的潜力。
Proposed realization of the Dicke-model quantum phase transition in an optical cavity QED system
Dicke模型由一个二态原子系综与一个量子化电磁场相互作用组成，在偶极耦合强度的临界值处出现零温相变.我们提出了一个基于多级原子和腔介导拉曼跃迁的方案，以实现一个有效的Dicke系统在相变制度。从腔的输出光携带的关键行为的签名，这是分析的热力学极限的原子的数量是非常大的。
On Transfer Function Realizations for Linear Quantum Stochastic Systems
线性量子随机系统（LQSSs）的传递函数的实现对于这类系统的实际应用，特别是作为其他量子系统的相干控制器，是一个非常重要的问题。本文综述了作者在[1]、[2]、[3]、[4]中提出的两种实现方法。第一种使用静态线性量子光学网络和单模光学腔的级联，而第二种使用这种腔的反馈网络，以及对腔网络输入和输出进行预处理和后处理的静态线性量子光学网络。
Bloch oscillations: atom optical interpretation, realizations, and applications
利用基于两共振态之间Landau-Zener跃迁的原子光学方法，分析了在恒定外力作用下，周期势场中粒子的周期运动.由此产生的复杂的人口转移情况可以用直观的图解方式加以解释。该模型也适用于真正的原子光学系统，并讨论其适用性。
Analysis for practical realization of number-state manipulation by number-sum Bell measurement with linear optics
结合实际的实验情况，特别是单光子探测器的非线性，分析了数和Bell测量和数态操纵的线性光学实现。本发明的用于数态操纵的方案基于数和贝尔测量，其用线性光学元件实现，即，分束器、移相器和零一光子探测器。压缩真空态和相干态被用作光源。线性光学贝尔态探测器的量子理论与概率算子测度。然后，从单光子探测器的量子效率和暗计数两个方面评价了数态，特别是量子位和量子位的操作和制备的保真度。结果表明，只要压缩参量和相干态振幅足够小，就可以获得很高的保真度。
Quantum-scissors device for optical state truncation: A proposal for practical realization
我们提出了一个可实现的实验方案，通过截断输入相干态来制备真空态和单光子态的叠加态。该方案基于Pegg，Phillips和Barnett [Phys. Rev. Lett. 81，1604（1998）]，并使用光子计数检测器、单光子源和线性光学元件。考虑到光子计数和单光子产生的现实功能，并讨论了可能的误差来源，连同它们的影响的保真度和效率的截断过程。Wigner函数和相位分布的产生的状态，并讨论了所提出的方案的评估。
A quantum optical realization of the Ornstein-Uhlenbeck process via simultaneous action of white noise and feedback
我们建立了相干量子反馈和量子光学中的Ornstein-Uhlenbeck过程之间的重要联系。我们发现，一个发射体与波动的能级在前面的镜子的结果在一个Ornstein-Uhlenbeck过程的电子布居，虽然假设的能级的波动是不相关的时间和空间。基于海森堡运动运动方程描述的量子反馈动力学，我们讨论了相位噪声的影响，人口动态和提供的例子中，噪声本身是无害的，但支持和增强的量子反馈的典型功能，如自稳定。
Experimental realization of local-to-global noise transition in a two-qubit optical simulator
我们在一个受经典随机涨落影响的双量子比特全光量子模拟器中演示了从局部噪声到全局噪声的转变。量子比特被编码在由参数下转换（PDC）产生的两个纠缠光子的偏振自由度中，而环境使用它们的空间自由度来实现。以高精度操纵空间光调制器的相关像素的数量和光谱PDC宽度的能力，允许我们控制从量子位嵌入局部环境的情况到它们受到相同全局噪声的情况的过渡。我们通过监测两量子比特态的退相干来见证这种转变。
Dynamical quantum phase transitions in the dissipative Lipkin-Meshkov-Glick model and proposed realization in optical cavity QED
我们提出了一个光学腔QED配置，描述了一个耗散版本的Lipkin-Meshkov-Glick模型的无限协调的自旋系统。这个开放量子系统表现出一阶和二阶非平衡量子相变作为一个单一的，有效的场参数是不同的。从腔中发出的光提供了临界行为的可测量特征，包括自旋-自旋纠缠。
Realization of an all-optical effective negative-mass oscillator for coherent quantum noise cancellation
本研究实现了全光有效负质量振荡器（ENMO）方案，通过光机械相互作用的光学等效物及原位表征方案，实现宽带量子噪声消除，预计可降低3.6 dB量子噪声，为量子信息通信提供新应用前景。
Realization of a Knill-Laflamme-Milburn C-NOT gate -a photonic quantum circuit combining effective optical nonlinearities
量子信息科学致力于研究叠加和纠缠等独特的量子力学现象如何增强通信、信息处理和精密测量。光子因其低噪声、光速传输和易于使用传统光学元件进行操作而具有吸引力。然而，在单光子水平上缺乏高效的光学克尔非线性是一个主要障碍。在一项突破中，Knill，Laflamme和Milburn（KLM）表明，仅使用线性光学元件，辅助光子和测量就可以实现这种有效的非线性。他们提出了一种用于可扩展量子计算的预测控制非（CNOT）门，使用光子量子线路组合两个这样的非线性元件。在这里，我们实验证明了KLM CNOT门。我们开发了一个稳定的架构，以实现所需的四光子网络的嵌套多个干涉仪的基础上位移Sagnac干涉仪和几个部分偏振分束器。这一结果证实了在KLM '配方'的全光量子计算的第一步，应该是有用的按需纠缠产生和纯化。光学量子线路结合了巨大的光学非线性，可能会在电信和传感领域得到广泛的应用。
Perturbative Analysis of Spectral Singularities and Their Optical Realizations
我们发展了一种计算Schreodinger算子谱奇异性的微扰方法，该算子由在闭区间外消失的一般复势定义。这些可以被实现为零宽度谐振在光学增益介质中，并对应于发生在阈值增益的激光效应。它们的时间反转复制品产生光的相干完美吸收，也被称为反激光。我们使用我们的一般结果建立的精确性的n阶微扰理论的任意复杂的潜力组成的n个δ函数，获得一个精确的表达式，这些潜力的转移矩阵，并检查光谱奇异性的复杂的障碍势的任意形状。在光谱奇异性的背景下，这些对应于不均匀的增益介质。
Realization of Coherent Optically Dense Media via Buffer-Gas Cooling
我们证明，缓冲气体冷却与激光烧蚀相结合，可以用来创建相干光学介质，具有高的光学深度和低多普勒展宽，提供亚稳态与低碰撞和运动退相干。这种通用技术的演示为具有大量不同原子和分子的相干光学开辟了道路。我们使用氦缓冲气体来冷却87Rb原子到低于7 K，并减缓原子向壁的扩散。这种介质中的电磁感应透明（EIT）允许在初始OD >70的介质中传输50%，并允许具有大延迟带宽积的慢脉冲传播。在高OD制度，我们观察到高对比度的光谱振荡，由于有效的四波混频。
Realization of Discrete Quantum Billiard in 2D Optical Lattices
提出了一种用光学可视化方法研究玻色-哈伯德模型的方法，玻色-哈伯德模型是由光波导组成的二维光晶格，其中位于对角线上的光波导折射率不同，模拟了玻色-玻色相互作用.我们研究了有序和无序情况下的传播方向上的平均光强度分布函数，探索相对于光束注入位置的平均图像的灵敏度。对于我们的有限系统，由此产生的模式让人想起台球中的那些，因此，我们引入了离散量子台球的定义，讨论了其建立良好的连续对应物的可能相关性。
Tilted optical lattices with defects as realizations of PT symmetry in Bose-Einstein condensates
PT对称的玻色-爱因斯坦凝聚体理论上可以用复光学势来描述，然而，实验上实现这样一个描述粒子相干耦合的光学势是一个不平凡的任务。我们提出了一个PT对称系统的量子力学实现的实验，其中PT对称电流是由一个加速的玻色-爱因斯坦凝聚体在一个标题光晶格。如果晶格中所有其它阱的能量偏移的倾斜随时间变化，则由处于相同能级的两个阱组成的缺陷充当PT对称双阱。我们将冻结高斯变分振幅的时间依赖性映射到矩阵模型，并从六阱装置开始逐步增加系统尺寸。根据这个简单的矩阵模型，我们推导出条件下，厄米多阱系统的两个井的行为完全一样的PT对称系统的两个井。
Optimum unambiguous discrimination among linearly-independent non-orthogonal quantum states and its optical realization
通过将非正交量子态的集合映射到正交量子态的集合上，可以解决在非正交但线性独立的量子态之间明确区分的问题，然后可以无误差地区分正交量子态。这样的非幺正变换可以有条件地在量子系统上进行;幺正变换在一个更大的系统上进行，其中感兴趣的系统是一个子系统，测量被执行，如果获得了正确的结果，那么所需的非幺正变换将在子系统上进行。我们将展示如何构建广义干涉仪（多端口），当结合一些输出端口上的测量，实现这种类型的非酉变换。输入状态是单光子状态，其中光子被分成几种模式。讨论了区分三个非正交状态的一些明确的例子，并给出了最佳区分这些状态的网络。
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