Interfering pathways for photon blockade in cavity QED with one and two qubits
从理论上研究了原子腔QED系统中的量子干涉导致的光子阻塞现象，其中两条不同跃迁路径之间的相消干涉阻止了双光子激发。在这里，我们首先研究了单原子腔QED系统通过原子或腔驱动。结果表明，在一定条件下，腔驱动的情况会导致量子干涉诱导的光子阻塞，而原子驱动的情况不会导致这种干涉诱导的光子阻塞。然后，我们研究了双原子情况，发现在原子驱动的情况下出现了额外的跃迁路径。我们发现，只有当原子的共振频率不同于腔模频率时，这条额外的跃迁路径才会导致量子干涉引起的光子阻塞。此外，在这种情况下，实现干涉诱导光子阻塞的条件与系统的内禀参数无关，这一条件可用于产生弱耦合和强耦合的反聚束光子源。
2019-07-13 quant-ph
Observation of Quantum Zeno blockade on Chip
当光波在具有非线性极化率的光学介质中重叠时，光波可以相互作用，改变它们的相位、波长和形状等。这种非线性效应在半个多世纪前就被发现，并产生了广泛的重要应用。然而，应用于量子力学信号，它们面临着相互作用电磁场的多模性质所带来的根本挑战，例如相位噪声和拉曼散射。量子芝诺封锁允许光波之间的强相互作用，而不会发生物理重叠，从而为这些挑战提供了可行的解决方案，如最近的体光学实验所示。在这里，我们报告的观察量子芝诺封锁芯片，其中光波调制的另一个在一个独特的“无相互作用”的方式。对于量子应用，我们还验证了它的单光子水平上的操作。我们的研究结果有望为克服非线性光学和量子信息处理面临的几个重大挑战提供一个可扩展的平台，例如，量子信号的操纵和相互作用而没有退相干。
2017-04-10 physics.optics quant-ph
Unconventional photon blockade in cavity QED with parametric amplification
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
该研究通过参数放大和量子干涉在腔量子电动力学中实现非传统光子阻塞效应，发现原子驱动配置能产生更强的光子反 bunching。
2025-05-07 quant-ph
Unconventional photon blockade in doubly resonant microcavities with second-order nonlinearity
结果表明，非中心对称材料与散装二阶非线性极化率可以用来产生强烈的反聚束辐射在任意波长，仅由适当的工程耦合微腔的谐振行为确定。所提出的方案利用了非常规的光子阻塞的相干驱动场在耦合腔系统的输入，其中两个腔之一被设计为在基波和二次谐波频率，分别谐振。值得注意的是，非常规阻塞机制在两个谐波处以合理低的品质因数发生，并且不需要第二腔的尖锐双谐振条件，从而证明其在当前半导体技术下的可行性。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum Zeno-based Detection and State Engineering of Ultracold Polar Molecules
我们提出并分析了一个工具箱，用于控制超冷极性分子的操纵，包括分子的检测，原子分子纠缠和耗散动力学工程。我们的设置是基于分子和原子之间的快速化学反应，导致系统中基于量子Zeno的碰撞阻塞。我们证明，可以找到一个简单的数值优化的实验参数，实现高结晶度。我们将我们的方法用于由NaK分子和Na原子组成的系统，我们讨论了剩余缺陷的后果，如有限的量子芝诺封锁强度。
2019-06-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Oscillation-Free Unconventional Photon Blockade from Quadrature Driving of a Kerr Dimer
School of Physics and Astronomy, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学物理与天文学学院）
研究通过相位差90度的等幅场驱动对称性Kerr双极子，实现非常规光子阻塞，展示出低耦合强度下无振荡的二阶相关函数和抗 bunching 光特性，方案适用于连续波和脉冲激发，且可通过调节驱动相位补偿制造缺陷。
2026-09-30 physics.optics quant-ph
Single-photon nonlinearities and blockade from a strongly driven photonic molecule
在光子器件中实现单光子非线性的机制，仅仅利用传统材料的固有高阶非线性，将为实用的基于光子晶体的量子光子技术打开大门。在这里，我们表明，这种制度可以实现在一个三重谐振集成光子器件的两个耦合的环形谐振器，而不一定需要低体积限制，在一个材料平台显示固有的三阶非线性。通过强驱动系统的三个共振之一，在其他的一个弱相干探测的结果在一个强抑制的双光子概率的输出，证明了在连续波驱动下的零时间延迟的反聚束二阶关联函数。
2022-07-06 physics.optics quant-ph
Dissipation-based entanglement via quantum Zeno dynamics and Rydberg antiblockade
在腔QED的背景下，提出了一个耗散产生两个里德伯原子之间最大纠缠的新方案。原子的自发发射与量子Zeno动力学和Rydberg反封锁相结合，保证了系统主方程的唯一稳态解，它正好对应于反对称Bell态$|S\rangle$ .里德伯原子的基态阻塞机制加快了收敛速度。同时，腔衰减的影响被抑制的Zeno要求，导致一个稳态保真度约$90\%$作为单原子的合作性参数$C\equiv g^2/(κγ)= 10$，并进一步放宽这一限制$C= 5.2$一旦量子跳跃的反馈控制被利用。
2017-05-10 quant-ph
Ground-state blockade of Rydberg atoms and application in entanglement generation
利用里德伯反封锁效应和Raman跃迁，提出了两个$N$型里德伯原子之间基态封锁的机制。受量子芝诺效应的启发，强里德伯反封锁相互作用在频繁测量两个基态中的一个时起作用，导致相应量子态的双重占据的封锁效应。通过将逻辑量子比特编码到基态，有效地避免了激发态的自发发射，同时保持了非线性的Rydberg-Rydberg相互作用。作为应用，我们分别在封闭系统和开放系统中详细讨论了利用基态封锁制备两原子和三原子纠缠态的可行性，结果表明，在现有的实验参数下，可以获得高保真度的纠缠态。
2017-12-06 quant-ph
Photon Anomalous Blockade in Waveguide Cavity QED with Atomic Mirrors
School of integrated circuits, Tsinghua University（清华大学集成电路学院）；Beijing Automation Control Equipment Institute（北京自动化控制设备研究所）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
本文研究了波导腔量子电动力学系统中输出场的光子统计特性，发现即使在损耗大、耦合弱的波导腔中，光子阻塞现象仍可能发生，这与传统光子阻塞或非传统量子干涉在腔QED系统中的条件不同。通过主方程和散射理论推导了弱驱动系统中光子阻塞的条件，发现这种异常光子阻塞是由量子芝诺效应引起的，并且对腔内介质原子位置的变化具有鲁棒性。
2026-05-21 quant-ph
An all-silicon single-photon source by unconventional photon blockade
到目前为止，在硅和硅基材料中缺乏合适的量子发射体已经阻止了在可扩展的芯片上架构中实现室温、紧凑、稳定和集成的单光子源。目前的方法依赖于通过光限制或慢光传播来利用硅的增强的光学非线性，并且基于通常需要大量输入能量和空间占用来达到合理的输出产量的参数化过程。在这里，我们提出了一种替代的全硅器件，采用不同的范例，即量子干涉和三阶固有非线性之间的相互作用，在两个耦合光学腔的系统。这种非常规的光子封锁允许在极低的输入功率下产生反聚束辐射。我们展示了一个可靠的协议，在脉冲光激发下操作这种机制，设备应用所需的，从而实现了真正的单光子源。最后，我们提出了一个国家的最先进的实现在一个标准的硅基光子晶体集成电路，优于现有的参数设备，无论是在输入功率或足迹面积。
2015-03-10 physics.optics quant-ph
Analyzing the collective emission of a Rydberg-blockaded single-photon source based on an ensemble of thermal atoms
本文数值研究了热铷原子系综在里德堡阻塞效应下的单光子源可行性，通过截断希尔伯特空间模拟相干动力学并优化激光脉冲序列，发现单激发集体衰变可实现快速定向光子发射，而残余双激发影响甚微。
2023-11-28 physics.atom-ph quant-ph
Maxwell's demon in the quantum-Zeno regime and beyond
麦克斯韦妖的长期范式直到今天仍然是一个经常被研究的问题，它仍然为基本物理问题提供了有趣的见解。考虑一个单电子晶体管，我们实现了麦克斯韦妖的分段常数反馈协议，我们调查的麦克斯韦妖的量子意义。为此，我们利用一个动态粗粒化的方法，它提供了一个方便和准确的描述系统动态，即使是高测量速率。在这样做的过程中，我们能够调查麦克斯韦恶魔在量子芝诺政权导致运输封锁。我们认为，有一个测量速率提供最佳性能。此外，我们发现，除了建立一个化学梯度，也可以有一个制度，在考虑中的系统提供能量的恶魔由于量子测量。
2017-10-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Antibunching Enhancement via Non-Markovianity in a Hybrid Optical-Microwave Cross-Cavity
Institute of Theoretical Physics and State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University（山西大学理论物理研究所及量子光学技术与器件国家重点实验室）
该研究在混合光-微波交叉腔中，利用Er³⁺:Y₂SiO₅晶体引入非马尔可夫性，通过结构化库工程抑制二阶关联函数至10⁻⁷量级，实现高纯度反聚束光产生，为量子光源开发提供新途径。
2026-08-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Continuous quantum light from a dark atom
循环过程在从激光到拓扑绝缘体的许多物理学领域都很重要，经常为相应系统的动力学和结构方面提供令人惊讶的见解。本文报道了一个量子非线性波混合实验，在该实验中，共振激光器和光学腔定义了单个原子的几个基态和激发态之间的闭合循环。结果表明，在强原子-腔耦合和稳态驱动下，原子态和腔内光子数之间的纠缠通过量子干涉抑制了激发态布居，有效地减少了到原子基态的周期.然后，系统动力学由纠缠暗态的谐波梯内的跃迁（每个腔光子数对应一个）和量子芝诺封锁（在从腔发射的光子中产生反聚束）产生。减少的周期抑制不需要的光泵浦到周期外的原子状态，从而增加发射光子的数量。
2021-03-04 quant-ph
