Holonomic Quantum Computation Using Rf-SQUIDs Coupled Through A Microwave Cavity
提出了一种在微波腔中利用rf-SQUID量子比特实现完整量子计算的新方案。在这个方案中，通过对耦合到SQUID上的经典微波脉冲的拉比频率进行调谐，可以很容易地构造单量子比特门、双量子比特控制相位门和控制非门。这些门的保真度估计可能高于90%与当前的技术。
2004-10-23 quant-ph
Long-range quantum gate via Rydberg states of atoms in a thermal microwave cavity
我们提出了一种在有限温度下微波腔中空间分离的原子对之间实现通用量子门的方法。该门的结果从可逆的激光激发原子的里德伯态相互作用，通过交换虚光子通过一个共同的腔模式。两原子基态和双激发里德堡态之间不同跃迁路径的量子干涉使得跃迁振幅和共振对微波腔“量子总线”中的激发很大程度上不敏感，因此微波腔“量子总线”可以处于光子数态的任何叠加或混合。我们的方案实现超远程相互作用和纠缠也适用于介观原子系综在里德伯封锁制度，是可扩展的许多系综被困在一个厘米大小的微波谐振器。
2015-09-11 quant-ph
Tunable pulse delay and advancement in a coupled nanomechanical resonator-superconducting microwave cavity system
从理论上研究了强泵浦场作用下弱探测场在纳米机械谐振腔-超导微波腔耦合系统中的传输。利用标准的输入输出理论，我们发现，只要抽运场与腔共振的失谐量适当，在这种耦合系统中，探测场既可以出现脉冲延迟（慢光效应），也可以出现脉冲超前（快光效应）。延迟（提前）的幅度可以通过调节泵浦场的功率来连续调谐。该技术在微波移相器、延迟线等方面具有很大的应用潜力。
2010-12-16 quant-ph
Microwave Quantum Illumination via Cavity Magnonics
量子照明（QI）是一种主要用于目标探测的量子传感协议，它利用纠缠的信号-闲频光子对来提高热噪声环境中低反射率目标的探测效率。特别地，由于自然发生的背景辐射，朝向潜在目标发射的光子更适当地位于微波区域中。在这里，我们提出了一个混合量子源的基础上腔磁振子微波QI，其中的桥梁的光学和微波模式的介质是磁振子，自旋波的量子。在实验可获得的参数内，可以产生感兴趣的重要微波-光量子资源，与电光机械原型量子雷达和具有相等传输能量的任何经典微波雷达相比，导致检测错误概率降低几个数量级。
2020-11-16 quant-ph
Microwave Amplification in a PT -symmetric-like Cavity Magnomechanical System
提出了一种在强控制和弱探测场作用下，在双腔类宇称时间（PT -）磁力学系统中产生可调谐磁力学诱导放大的方案。该系统由一个铁磁材料钇铁石榴石（YIG）球放置在一个被动微波腔，与另一个有源腔连接。当腔-腔、腔-磁振子和磁力耦合强度同时不为零时，理想情况下微波探测信号的感应放大率可达到最大值1000000。这一现象在量子信息处理和量子光学器件等领域具有潜在的应用价值。此外，我们还发现了慢光传播现象。在这种情况下，光的群速延迟可以达到0.000035s，这可以增强一些非线性效应。此外，由于色散曲线相对平坦，该方案可能应用于敏感的光开关，在存储光子和量子光学芯片中发挥重要作用。
2021-12-03 quant-ph
Strongly coupled magnons and cavity microwave photons
我们实现了一个腔磁振子-微波光子系统，其中磁偶极相互作用介导了亚铁磁体中大量自旋的集体运动与三维腔中微波场之间的强耦合。通过缩小腔体尺寸和增加自旋数，实现了超强耦合机制，协同度达到12600。有趣的动态功能，包括经典的拉比振荡，磁致透明，和珀塞尔效应证明在这个高度通用的平台，突出了其巨大的潜力，为相干信息处理。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge Qubit Storage and Its Engineered Decoherence via Microwave Cavity
研究了微波腔中超导电荷量子比特与量子化电磁场的纠缠。它可以动态地控制一个经典的外部场线程的SQUID内的电荷量子比特。利用可控的量子纠缠，我们可以演示电荷量子比特携带信息的量子存储的动态过程。另一方面，基于这种工程化的量子纠缠，我们还可以证明电荷量子比特在准经典态下与腔场耦合时会发生量子跃迁，从而产生渐进的退相干。
2005-02-01 quant-ph
Atomic microwave-to-optical signal transduction via magnetic-field coupling in a resonant microwave cavity
原子蒸气提供了许多机会来操纵跨越宽范围的电磁波谱的电磁信号。这里，具有音频调制的微波信号通过利用原子微波-光学双谐振和由谐振高Q微波腔放大的磁场耦合来对光信号中的信息进行编码。使用这种方法，音频信号被编码为GHz载波中的幅度或频率调制，通过电缆或自由空间传输，通过腔增强的原子-微波相互作用解调，最后，光学检测以提取原始信息。这种原子腔信号转换技术提供了一种强大的手段，通过它在微波场和光场之间传输信息，所有这些都使用相对简单的实验装置，而无需有源电子器件。
2020-01-09 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
High-efficiency microwave photodetection by cavity coupled double dots with single cavity-photon sensitivity
本文提出一种超导腔耦合双量子点光电二极管，实现25%的光电转换效率，可探测低至100 aW的微波信号并具备单光子灵敏度，为微波光子统计和量子信息处理提供关键进展。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Addressing a single NV$^{-}$ spin with a macroscopic dielectric microwave cavity
我们提出了一种技术，用于解决单NV $^{-}$中心自旋在金刚石宏观距离使用可调介质微波腔。我们证明了光学检测磁共振（ODMR）的一个单一的NV $^{-}$中心的纳米金刚石（ND）直接位于宏观微波腔。通过相对于ND移动腔，我们记录作为位置函数的ODMR信号，绘制出腔磁场沿一个轴的分布。此外，我们认为，我们的系统可以用来确定的NV $^{-}$主轴的方向在一个简单的方式。
2014-12-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong Coupling Between P1 Diamond Impurity Centres and 3D Lumped Photonic Microwave Cavity
我们报道了一个独特的双柱凹腔，在金刚石中的N杂质（P1）中心和微波光子的合奏之间的强耦合。腔被设计成使得腔场的磁分量在空间上与电分量分离并且聚焦到安装金刚石样品的小体积中。该结构的新颖性同时允许高磁填充因子（38.4\%）和在低磁场下与金刚石中的过渡（例如NV $^{-}$和P1中心中的过渡）相互作用所需的低频率。耦合强度（或正常模式分裂）为51.42 MHz，实现与P1中心在6.18 GHz和220 mT的厘米级腔，与相应的协同因子为4.7。这种技术提供了一种替代的方式，具有一些显着的优点，耦合3D腔的过渡金刚石和实现应用程序所需的强耦合量子信息处理。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Optical Single Photons on Demand Teleported from Microwave Cavities
我们提出了一个方案，通过使用微机械谐振器纠缠的光和微波输出模式的相应的腔。微机械谐振器在一侧上电容耦合到微波腔，并且在另一侧上耦合到高精细度光学腔。然后，我们展示了如何利用这种连续变量纠缠来传送非高斯数态|1）与叠加（|联系我们|1>）/ \surd 2从微波腔输出模转换到光腔输出模，保真度远大于不可克隆极限。
2012-05-29 quant-ph
Strong squeezing of microwave output fields via reservoir-engineered cavity magnomechanics
提出利用蓝、红边带双音驱动磁子模式构建压缩磁子储库，经腔-磁子态交换获得稳态且显著压缩的微波输出场。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entangling a nanomechanical resonator and a superconducting microwave cavity
我们提出了一个方案，能够纠缠在稳态的纳米机械谐振器与驱动超导共面波导的微波腔模式。纳米机械谐振器与波导的中心导体电容耦合，并且可以在高达数十毫开尔文的温度下实现静态纠缠。
2007-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Atomic detection in microwave cavity experiments: a dynamical model
利用腔量子电动力学（QED）研究了电磁模叠加的相干性，建立了一个探测单原子脉泽的模型。考虑到由于电离场与原子相互作用的概率性质而导致测量过程的不完善性，得到了原子电离的解析表达式。有限的效率和假计数率被认为是在一个动态的上下文中，由此得到的结果的信息的腔模式的状态。
2006-11-13 quant-ph
Coherent multi-mode conversion from microwave to optical wave via a magnon-cavity hybrid system
从微波到光波的相干转换为远距离量子网络开辟了新的研究途径，涵盖了实验室外的量子通信、计算和传感。特别是多模式使能系统对于实际应用是必不可少的。在这里，我们的实验演示了相干多模转换从微波到光波通过集体自旋激发在单晶钇铁石榴石（YIG，Y3 Fe 5 O 12），这是强耦合到微波腔模式在一个三维的矩形腔。将我们的磁振子-腔混合系统的集体自旋激发模式从Kittel扩展到多静磁模式，我们验证了YIG球的尺寸对谐振条件下微波-光学多模转换效率起着至关重要的作用。我们还发现多个静磁模与腔模之间的耦合强度受YIG在腔中的位置的控制。这对设计一种可用于微波与可见光光子相干转换的磁振子混合系统具有一定的参考价值。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of cavity-assisted microwave cooling of polar molecules
我们分析了在微波域中极性分子的腔辅助冷却方案，其中分子在旋转跃迁时被激发，能量通过与损耗带状线腔的强相互作用耗散，如最近由A. Andre等人，Nature Physics 2，636（2006）.我们确定了主导的冷却和加热机制，在这种设置和研究冷却速率和最终温度在各种参数制度。特别是，我们分析了有限的环境温度对冷却效率的影响，并找到最低温度和最佳的冷却速率在强驱动制度。此外，我们讨论了腔冷却效率和鲁棒性之间的权衡，在一个现实的实验设置中，如非谐性的捕获潜力的普遍存在的缺陷。
2008-03-18 quant-ph
Reconfigurable re-entrant cavity for wireless coupling to an electro-optomechanical device
最近已经展示了一种能够将微波转换为光学的电光机械设备，其愿景是实现超导量子比特的光学网络。在这里，我们提出了一种改进的转换器设计，使用三维（3D）微波腔之间的微波传输线和集成的LC谐振器的转换器芯片的耦合。新的设计简化了光学组件，并将其从设置的微波部分中分离出来。实验表明，模块化器件组装允许我们灵活地调整微波耦合到转换器芯片，同时保持小损耗。我们还发现，机电实验不受影响的附加微波腔。我们的设计与高精细光学腔兼容，并将提高光学性能。
2017-03-19 quant-ph
Wavelength transduction from a 3D microwave cavity to telecom using piezoelectric optomechanical crystals
微波到光的转换作为电光机械系统的一个里程碑式的应用，已经引起了腔光机械界的极大兴趣。在这封信中，我们展示了一种新的换能器，结合了高频机械运动和微波腔的第一次。该系统由一个三维微波谐振腔和一个砷化镓光机械晶体组成，该晶体被放置在微波电场最大值处。这允许微波腔通过压电效应在光机械晶体中致动千兆赫频率机械呼吸模式，然后使用电信光模式读出该模式。砷化镓光机械晶体是一个很好的候选人低噪声微波到电信转换，因为它已经预先冷却到机械基态在稀释制冷机。此外，3D微波腔架构可以自然地扩展到耦合到超导量子比特并创建混合量子系统。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Resonantly Tunable Majorana Polariton in a Microwave Cavity
本文研究了微波谐振腔中一维Kitaev链的频谱。在非共振区，腔的频率偏移可以用来识别耦合系统的拓扑相变。在谐振状态下，系统的拓扑结构可以通过微波腔的占用来控制，而且，对于大量的光子（经典极限），物理学变得类似于磁驱动系统（Floquet绝缘体）。我们还数值分析了有限链，并显示存在的退化子空间的存在下，可以解释为一个\textit{Majorana polariton}的腔。
2012-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Improved accuracy of the NPL-CsF2 primary frequency standard: evaluation of distributed cavity phase and microwave lensing frequency shifts
我们评估了分布式腔相位和微波透镜频移，这是NPL-CsF 2铯喷泉钟的两个最大的不确定性来源。我们报告的测量，确认详细的理论模型的微波腔场和频率的变化，他们生产的时钟。该模型和测量结果显著地将分布式腔相位不确定度降低到$1.1 \times 10^{-16}$。本文导出了带圆孔圆柱腔的微波透镜频移。给出了合理近似的分析结果，以及表明$6.2 \times 10^{-17}$位移的完整计算。我们报告的测量和理论模型，以及改进的碰撞和微波泄漏引起的频率偏移的评估，减少了NPL-CsF 2标准的频率不确定性$2.3 \times 10^{-16}$，几乎是一个因素的两个低于其最新的完整的评估。
2011-07-12 physics.atom-ph quant-ph
Probing Strong Coupling between a Microwave Cavity and a Spin Ensemble with Raman Heterodyne Spectroscopy
拉曼外差光谱是表征自旋能量和动力学的有力工具。该技术使用光泵将相干性从自旋跃迁转移到更容易检测到相干发射的光跃迁。在这里，拉曼外差光谱用于探测耦合到微波腔的正硅酸钇（Y $_2$ SiO $_5$）晶体中的铒掺杂剂的同位素纯化系综。由于铒电子的自旋跃迁是强耦合到微波腔，我们观察到拉曼外差信号的混合自旋腔模式（极化激元）的谐振频率，而不是裸铒自旋跃迁频率。使用耦合系统，我们进行了饱和恢复测量的基态自旋弛豫时间T $_1$ = 10 $\pm$ 3秒，也观察到拉曼外差信号使用的激发态自旋跃迁。我们讨论了这些结果的影响，努力朝着转换微波量子态的光学量子态。
2021-05-12 quant-ph
Microwave-controlled optical double optomechanically induced transparency in a hybrid piezo-optomechanical cavity system
提出了一种在压电-光机械混合腔系统中产生微波控制的光学双光机械诱导透明（OMIT）的方案，该方案将压电光机械晶体AlN-纳米梁谐振器置于超导微波腔中，AlN-纳米梁谐振器可以同时被通过辐射压力产生的光场和通过压电相互作用产生的微波场驱动.结果表明，在强泵浦光场通过光波导作用于光机晶体谐振腔，强激励微波场作用于超导微波谐振腔的情况下，在弱输出探测场中可以观察到双OMIT窗口。其机理是该系统可形成N型四能级系统，当相应能级上施加两个驱动场和一个探测场时，在不同能级通道间的量子干涉作用下，三阶非线性吸收被相长量子干涉增强，而线性吸收被相消量子干涉抑制，结果，产生双OMIT窗口。我们的方案可用于实现固态量子系统中的高速光开关、高分辨率光谱学、相干布居数俘获或量子信息处理。
2018-07-03 quant-ph
Coherent Coupling of Remote Spin Ensembles via a Cavity Bus
本文报道了在腔量子电动力学系统中两个宏观分离的氮空位电子自旋系综之间的相干耦合。通过观察明亮和黑暗的集体多系综态以及与腔模的耦合强度的增加，在腔透射谱中直接检测到远距离系综之间的相干相互作用。此外，在色散极限下，我们通过虚光子展示了横向系综-系综耦合。
2016-10-25 quant-ph
All-Dielectric Resonant Cavity Electro-Optic Transduction Between Microwave and Telecom
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
基于全电介质共振腔实现微波与电信波光电转换，具备高效率和低噪声的特性，适用于高精度微波场传感和量子转换
2026-01-19 quant-ph
Superstrong Coupling of a Microwave Cavity to YIG Magnons
实现了多柱重入式三维集总腔模，设计了用于多模微波量子电动力学实验的离散回音壁和类法布里-珀罗模概念。利用磁振子自旋波共振的亚毫米级的钇铁石榴石球在毫开尔文温度和四柱腔，我们展示了超强耦合制度之间的离散回音壁模式和磁振子共振强度为1.84 GHz。通过将柱的数目增加到8个并将它们排列成D $_4$对称图案，我们将模式结构扩展到离散法布里-珀罗腔的模式结构并修改自由光谱范围（FSR）。我们达到了超强耦合制度，自旋光子耦合强度大于FSR，耦合强度在1.1至1.5 GHz的范围内。
2016-01-30 quant-ph
Cavity-Free $Δ$-Type Coherent Population Trapping for Microwave Sensing
Department of Electrical and Electronics Engineering, Ariel University（阿里埃勒大学电气与电子工程系）
本研究提出了一种无腔Δ型相干原子囚禁技术，通过微波场调控实现高灵敏度的微波传感应用。
2025-12-29 physics.optics quant-ph
Engineering entangled microwave photon states via multiphoton interactions between two cavity fields and a superconducting qubit
结果表明，微波场与具有破缺的势能反转对称性的超导量子比特之间不仅存在横向耦合，而且存在纵向耦合。利用纵向耦合场诱导的多光子过程和频率匹配条件，我们设计了一个通用的算法，在两个独立的传输线谐振器中产生微波场的双模光子态的任意叠加，这两个谐振器耦合到一个超导量子比特.基于我们的算法，我们分析了均匀布居态和NOON态的产生。与其他仅采用单光子过程的方案相比，我们提供了一种在超导量子比特与微波场的超强相互作用下产生纠缠微波态的有效方法.
2015-09-07 quant-ph
Photon filters in a microwave cavity
在较早的论文中，我们已经得出结论，原子模相互作用中的含时参数可以用来修改腔中的量子场。当原子穿过腔场时，它的耦合常数与时间呈三角函数关系。我们调查的可能性，这提供了修改字段。作为一个比较点，我们使用可解的罗森-齐纳模型，它的参数依赖性大致类似于在一个真正的腔。我们确认，通过反复发送原子通过腔，我们可以获得光子状态的过滤器。可以得到高度非经典的态。我们发现Rosen-Zener模型对失谐量的影响比三角耦合模型更敏感。
2003-04-25 quant-ph
Quantum synchronization between two strongly driven YIG spheres mediated via a microwave cavity
Indian Institute of Technology Ropar（印度技术研究所罗帕尔分校）
通过微波谐振腔实现两个强驱动YIG球体间磁子模式的量子同步，探讨了耦合、偏移和驱动参数对同步效果的影响，并指出低温条件对量子同步的重要性。
2026-03-01 physics.optics quant-ph
Generating Multimode Entangled Microwaves with a Superconducting Parametric Cavity
在这封信中，我们证明了多模纠缠态的传播微波的产生。纠缠态是通过参数泵浦多模超导腔产生的。通过组合不同的泵浦频率，同时施加到设备上，我们可以以可编程的方式产生不同的纠缠结构。通过测量模式的全协方差矩阵，充分表征了高斯输出状态。协方差矩阵的绝对校准使用原位微波校准源，一个散粒噪声隧道结。应用各种纠缠的措施，我们证明了完全的不可分性和真正的三重纠缠的状态。我们的方法很容易扩展到更多的模式。
2018-04-05 quant-ph
Strong magnon-photon coupling within a tunable cryogenic microwave cavity
实现强耦合的能力使得腔磁振子系统成为发展混合量子系统和研究物理学基本问题的令人兴奋的平台。不幸的是，目前的实验实现被限制在由微波腔的几何形状限定的单个频率下操作。在这篇文章中，我们实现了一个高度可调，低温，微波腔强耦合到磁自旋。该腔体可以在原位调谐高达1.5 GHz，约15%的原始10 GHz的谐振频率。此外，该系统在所有频率下都保持在强耦合状态，协同系数约为800。
2020-07-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Nanomechanical squeezing with detection via a microwave cavity
我们研究了一种参数驱动的纳米机械谐振器电容耦合到微波腔。如果纳米谐振器可以被冷却到接近其量子基态，则纳米谐振器运动的正交的量子压缩变得可行。我们考虑了绝热极限，其中腔模式从属于纳米谐振器模式。通过在腔体的红失谐边带上驱动腔体，压缩可以在腔体谐振处耦合到微波场中。红失谐边带驱动也与基态冷却的目标兼容。输出微波场的压缩可以使用类似于用于推断由约瑟夫森参量放大器产生的场的压缩的技术来推断，并且随后，可以推断纳米谐振器运动的压缩。我们计算了输出场微波压缩谱，并将其与纳米谐振器运动的压缩相关，无论是在零温度还是有限温度。在蓝色失谐边带上以及在蓝色和红色边带上驱动腔也被认为是在相同的形式主义内。
2008-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Upconversion of Phonon Modes into Microwave Photons in a Lithium Niobate Bulk Acoustic Wave Resonator Coupled to a Microwave Cavity
该研究在4 K低温下实现铌酸锂体声波谐振器与分裂柱式凹腔微波腔的耦合，测得声学模式品质因数超10^6、光机械耦合速率达0.014 mHz，较同类石英体系结果高四个数量级。
2024-11-07 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Cooling and Squeezing a Microwave Cavity State with Magnons Using a Beam Splitter Interaction
本文提出两种几何结构在磁振子与二维微波腔模式间实现分束器相互作用，证明可实现超过裸谐振器阻尼速率的反作用阻尼及谐振器量子压缩。
2024-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave-optics Entanglement via Cavity Optomagnomechanics
本研究提出腔光磁力学系统中制备微波-光学稳态纠缠的新机制，利用磁机械参量下转换及两类相互作用分发纠缠，所得纠缠抗热噪声，可用于混合量子网络与量子信息处理。
2023-09-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
High temperature collective spin-photon coupling in a microwave cavity
研究了任意温度T下N个全同无相互作用自旋的系综，该系综处于热平衡并与无耗微波腔的谐振模耦合。在T = 0附近，系统处于耦合自旋光子态，通过腔模的分裂（真空拉比分裂）来表现自己。模拟了任意温度下的腔发射光谱。结果表明，当自旋激发能为w时，即使自旋方向是随机的，自旋-光子相干性也能部分保持.的计算证实了最近的微波腔模式和电子自旋系综（NV中心的金刚石，DPPH，Fe 8纳米磁体）之间的集体耦合的室温观察。在较高的T，作为自旋系综内的热激发的结果，发射光谱的两条线合并成具有宽翼的窄线。
2013-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave detection of electron-phonon interactions in a cavity-coupled double quantum dot
量子限制导致量子点中离散电子态的形成。在这里，我们探测的电子-声子相互作用在悬浮的InAs纳米线双量子点（DQD）是电偶极子耦合到微波腔。我们在整个导线上施加有限的偏压，以驱动DQD激发态中的稳态布居，从而能够直接测量DQD跃迁能量处的电子-声子耦合强度。由于纳米线的声子模式，腔场的振幅和相位响应表现出在DQD能级失谐中具有周期性的特征。所观察到的腔相移是一致的理论预测的腔中心频率的重整化耦合到声子。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity quantum electro-optics
研究了谐振腔光场与微波场通过电光效应耦合的量子动力学。这种耦合与通过辐射压力的光-机械耦合具有相同的形式，因此所有先前考虑的光-机械效应原则上也可以在电光系统中观察到。特别是，我指出的可能性激光冷却的微波模式，纠缠之间的光学模式和微波模式通过电光参量放大，和反作用规避光学测量的微波正交。
2010-06-30 quant-ph
Tuning a 3D Microwave Cavity via Superfluid Helium at MilliKelvin Temperatures
3D微波腔的频率可调谐性为其在混合量子系统和相关技术中的应用开辟了许多可能性。对于许多应用，期望在没有机械致动的情况下在低温下调谐谐振。我们表明，超导3D微波腔可以调谐在百分之一的水平，利用超流$^4$他在毫开尔文温度下的介电性能，而不影响其固有的品质因数-达到$3\times10^5$在本实验中。
2017-07-29 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Quantum microwave-optical interface with nitrogen-vacancy centers in diamond
提出了一种利用金刚石中的氮空位（NV）中心实现微波与可见光光子相干量子界面的有效方案。在该设置中，NV中心系综同时耦合到光学腔和微波腔。我们发现，通过使用集体自旋激发模式作为中介，量子态可以通过双交换方案或暗态协议在微波腔和光学腔之间转移。这种混合量子界面在单微波光子探测或量子信息处理中可能提供有趣的应用。
2017-09-14 quant-ph
3D microwave cavity with magnetic flux control and enhanced quality factor
具有大模体积的三维（3D）超导微波腔通常具有高品质因数（$>10^6$）。这是由于对表面介电损耗的灵敏度降低，表面介电损耗是二维传输线谐振器中的耗散的限制源。近年来，三维微波腔被广泛应用于超导量子比特的耦合和相互作用，为量子信息处理和混合量子系统提供了一个通用的平台。目前出现的问题是3D超导腔不允许对嵌入这些腔中的量子位进行磁场控制。相比之下，由普通金属制成的微波腔可以对磁场透明，但是经历低得多的品质因数（$\sim 10^4$），这否定了3D架构的许多优点。在尝试创建桥接这两种类型的腔之间的间隙的具有磁场控制和高品质因数的装置时，我们创建了混合3D腔。这个新腔体主要由铝组成，但也包含一个小的铜插入件。我们测得的混合腔的内部品质因数为$102000$，这是一个数量级的改善，所有以前测试的铜腔。我们的混合腔具有的额外好处是，它还提供了一个改进的热链接到样品，超导腔单独不能提供。为了证明腔体内的精确磁控制，我们对放置在腔体中的三个超导量子比特进行了光谱分析，其中每个量子比特的频率的单独控制是通过连接到腔体的小线圈来实现的。这种三维混合腔在品质因数和磁场控制方面有了很大的改进，使其成为一种有吸引力的电路量子电动力学实验新平台。
2016-03-24 quant-ph
High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity electro-optic superconducting system with long coherence time
微波和光子之间的频率转换是在超导量子处理器之间建立联系和实现分布式量子网络的关键技术。我们提出了一个微波-光学转换平台的基础上长相干时间超导射频（SRF）腔耦合到电光光学腔，以减轻损失机制，限制实现高转换效率。在设计中，我们优化了微波-光场重叠和光耦合损耗，同时在毫开尔文温度下实现了长的微波和光子寿命。这表示在140 $μ$ W的泵浦功率下，对应于少光子量子状态，转导效率显著提高高达50%。此外，该方案具有高分辨率的光学读出的色散位移所引起的超导transmon量子比特耦合到SRF腔。我们还表明，两个远程量子系统之间的预示纠缠产生的保真度增强的低微波损耗。最后，量子传感中的高精度可以在标准量子极限以下达到。
2022-06-30 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
Chiral cavity-magnonic system for the unidirectional emission of a tunable squeezed microwave field
该研究提出基于手性腔-磁子系统，利用双色Floquet场驱动YIG球产生边带，结合耗散磁振子模式与波导，实现可调谐压缩微波场的单向发射，且方向可调。
2023-08-30 quant-ph
Hybrid Microwave-Cavity Heat Engine
我们提出并分析了使用混合微波腔作为量子热机。一种可能的实现包括两个宏观上分离的量子点导体电容耦合到微波腔的基模。我们证明，电流可以通过腔介导的过程，通过加热其他导体在一个导体中感应。该热机可以达到卡诺效率，具有最佳的热量到功的转换。当系统输送最大功率时，效率可以是卡诺效率的大部分。热机甚至在量子点中具有适度的电子弛豫和退相的情况下也起作用。我们提供了详细的估计电流和输出功率使用现实的参数。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Motion-induced enhancement of Rabi coupling between atomic ensembles in cavity optomechanics
我们提出了一个方案，在一个中间的膜设置的光学腔中捕获的两个相同的原子系综之间的拉比耦合增强。腔模式与系综色散相互作用，并且系综之间的有效相互作用由腔模式通过振荡膜的隧穿速率决定。我们已经表明，这种相互作用可以足够大，拉比振荡发生在一个时间尺度，远小于相关的腔模式和膜的衰变时间尺度。我们提出了详细的分析和数值计算结果，并评估该计划使用目前可用的技术的可行性。
2017-01-17 quant-ph
High-efficiency entanglement of microwave fields in cavity opto-magnomechanical systems
该方案利用双光-磁-力学系统，通过磁振子介导将光学腔中的双模压缩纠缠态转移至微波腔，实现高效可调且鲁棒的微波场纠缠。
2023-05-16 quant-ph
Analysis of single-photon and linear amplifier detectors for microwave cavity dark matter axion searches
我们表明，在较高的频率，从而更高的轴子质量，单光子探测器变得有竞争力，并最终青睐，量子限制线性放大器相比，作为探测器技术在微波腔实验搜索星系晕暗物质轴子。在该比较中的交叉点是10 GHz（$\sim 40\ μ$ eV）量级，并不远高于当前搜索的频率。
2013-08-04 hep-ex physics.ins-det quant-ph
Polymer-loaded three dimensional microwave cavities for hybrid quantum systems
微波腔谐振器是许多量子技术的关键部件，并且是混合量子系统的有前途的平台，因为它们的开放式架构使得能够在腔体积内集成多个子系统。为了在腔内支持这些子系统，通常需要辅助结构，但是由于缺乏对材料在微波区域中的响应的先验知识，这些结构对微波腔模式的影响难以预测。当频率匹配至关重要且调谐受限时，例如将微波模式与原子共振匹配时，了解这些效应变得更加重要。在这里，我们研究了三种常用的可加工聚合物存在下的微波腔模式，特别注意谐振和能量耗散的变化。我们演示了如何使用导出的介电系数和损耗角正切参数的腔体设计中的测试情况下，其中我们匹配的聚合物填充的3D微波腔的超精细过渡铷。
2021-04-20 cond-mat.other physics.atom-ph physics.ins-det
Dynamics of a V-type atom inside a deformed cavity field and in the presence of an external Microwave field
本文研究了外部微波场下V型原子在变形腔场中的相互作用，基于变形Jaynes-Cummings模型推导哈密顿量，分析了Mandel Q参数、量子纠缠与压缩等非经典性质的时间演化及各物理参数的影响。
2024-08-29 quant-ph
Collapse and revival of ultracold atoms in a microwave cavity and of photons in parametric down-conversion
本文提出了一种新的理论方法来研究玻色二能级原子与微波腔单模相互作用系统中的囚禁气体。这种相互作用由三线性哈密顿量描述，该哈密顿量在形式上完全等价于量子光学中描述参量下转换的哈密顿量。一个微分方程系统描述的演变，包括长期的行为，不仅是平均值，但也激发原子数的方差推导和解析求解。对于不同的初始状态，激发原子的平均数表现出周期性地再现下降，伴随着峰值的方差，或分数崩溃和复苏。得到了周期和恢复时间的封闭表达式。
1997-08-01 quant-ph
Cavity quantum electro-optics. II. Input-output relations between traveling optical and microwave fields
在以前的论文[M. Tsang，Phys.Rev.A81，063837（2010），e-print arXiv：1003.0116]中，我提出了腔电光调制器的量子模型，其可以将光学腔模式相干地耦合到微波谐振器模式，并且能够对这两种模式进行新颖的量子操作，包括微波模式的激光冷却、电光纠缠和微波正交的反作用规避光学测量。在这篇论文中，我将着重研究耦合到腔电光调制器的行波光场和微波场之间的量子输入输出关系。与红边带光泵浦，示出的关系类似于那些的光束分裂器的行波场，所以在零寄生损耗和临界耦合的理想情况下，微波光子可以相干上转换为“飞行”的光子与单位效率，反之亦然。在蓝边带泵浦下，该调制器作为非简并参量放大器，可以产生光频和微波频的双模压缩和混合纠缠光子对。这些基本操作提供了一个潜在的桥梁电路量子电动力学和量子光学。
2011-08-12 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Magnon-microwave backaction noise evasion in cavity magnomechanics
本文提出一种双音调驱动腔磁力系统实现反作用规避测量的方案，通过平衡振幅和频率间隔，在低驱动下超越标准量子极限，适用于多模系统。
2024-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
