Optical coprocessor based on spontaneous Brillouin scattering
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics（理论与应用电动力学研究所）；Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动技术研究院）
基于布里渊散射的光学协处理器通过环形谐振器与波导耦合实现矩阵-向量乘法，利用热声子激发反斯托克斯模式进行并行计算。
2025-12-17 physics.optics quant-ph
Intercore spontaneous Raman scattering impact on quantum key distribution in multicore fber
本文首次提出了一种基于芯间串扰特性的多芯光纤芯间自发拉曼散射模型。通过数值模拟，我们也展示了ICSRS的特性。分析了ICSRS对量子密钥分发（QKD）的影响。结果表明，前向ICSRS和后向ICSRS都将减小最大传输距离，前向ICSRS减小的更大。然而，在城域网范围内，量子信号仅在密集波分复用系统中经典信号的功率很高时才受到影响。最后，对单芯光纤中产生的自发拉曼散射（SRS）和MCF中产生的ICSRS进行了比较。SRS和ICSRS的功率随传输距离的变化趋势相似，但也有细微的差别。
2019-07-02 quant-ph
Errors in trapped-ion quantum gates due to spontaneous photon scattering
我们分析了在囚禁离子、超精细量子比特、量子门中由于光子从门激光束的自发散射而引起的误差。我们研究了基于受激拉曼跃迁的单量子比特旋转和基于自旋相关的光偶极力的双量子比特纠缠相位门。这种错误之间的比较不同的离子物种目前正在研究可能的量子信息载体。对于这两种门类型，我们表明，与现实的激光功率的散射误差可以降低到低于当前的容错误差阈值的估计。
2007-01-30 quant-ph
Spontaneous Brillouin Scattering in a Few-Mode Optical Fiber
Department of Natural Sciences, International Christian University（国际基督教大学自然学部）
该研究通过异频检测在 few-Mode 光纤中观测并定量分析了自发布里渊散射，揭示了前向和后向散射机制及其物理特性，为量子应用和光机械学提供了新视角。
2026-01-10 physics.optics quant-ph
Spontaneous Scattering of Raman Photons from Cavity-QED Systems in the Ultrastrong Coupling Regime
我们表明，入射辐射的自发拉曼散射可以观察到在腔QED系统没有外部增强或耦合到任何振动自由度。拉曼散射过程可以证明为发射光谱中的共振，当腔-QED系统接近超强耦合区域时，其变得清晰可见。我们提供了一个量子力学描述的效果，并表明，超强的光-物质耦合是一个必要条件的拉曼散射的观察。这种效应及其对系统参数的强烈敏感性，为腔QED装置的表征和光的量子态的产生开辟了新的途径。
2022-07-26 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Spontaneous Raman scattering from metastable states of Ba$^+$
本研究实验测量了$^{137}$Ba$^+$亚稳态D$_{5/2}$能级的自发拉曼散射率，验证了远失谐激光下量子逻辑门错误率无下界的理论预测，表明数十太赫兹失谐可实现$\approx10^{-4}$错误率的双量子比特门。
2025-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Spontaneous Bremsstrahlung in Scattering of an Electron by a Nucleus in the Field of Two Light Waves
本文在广义相对论条件下，研究了在两个同向传播的线偏振光场中电子与原子核散射的非共振自发韧致辐射。它表明，有两个基本上不同的运动范围：非干涉范围，其中的Bunkin-Fedorov量子参数作为多光子参数，和干涉范围，干涉效应变得显着，量子干涉参数发挥多光子参数的作用。我们确定了在这些运动学范围内电子-核自发韧致辐射的截面。它表明，部分截面在与发射（吸收）的光子在组合频率的干涉范围内可能大大超过相应的截面的任何其他几何形状。
2001-01-23 quant-ph
Hyperfine Coherence in the Presence of Spontaneous Photon Scattering
实验研究了囚禁$^{9}$ Be $^+$离子在非共振光作用下超精细叠加态的相干性。结果表明，瑞利弹性散射的光子，不改变状态的人口也不影响相干。相干时间超过19个光子的平均散射时间进行观察。这一结果意味着，通过对其参数的充分控制，激光可以用来操纵超精细态叠加，并且退相干很小。
2005-02-11 quant-ph
Single-photon scattering with counter rotating wave interaction
近年来的实验研究将原子-光子相互作用的研究推向了超强领域，从而推动了对旋波近似之外物理的探索。本文研究了由耦合腔阵列和中心腔中的二能级原子组成的系统的单光子散射，通过改变两个外耦合参数，系统对应于从超腔QED到具有反转波（CRW）相互作用的波导QED的模型。应用基于散射区束缚态的非含时散射理论，我们发现即使在弱原子-腔耦合区，CRW相互作用也明显改变了透射谷，特别是在超腔QED到波导QED的过渡区，CRW相互作用导致了非弹性散射过程和Fano型共振.可以预见的是，我们的研究结果提供了在现实系统中操纵CRW效应的潜力。
2016-10-11 quant-ph
Laserless trapped-ion quantum simulations without spontaneous scattering using microtrap arrays
我们提出了一个架构和方法，大规模的量子模拟使用超精细态的捕获离子在一个任意布局的微阱阵列与激光相互作用。在每个位置处捕获离子，并且电极结构提供仅使用局部产生的微波和射频场的单个和成对演化算子的应用。在演化过程中避免短暂的原子能级有效地消除了由于自发散射引起的误差;这可能允许基于捕获离子的量子模拟器缩放到比目前估计的大得多的系统。这样的配置也可以特别适合于具有捕获离子簇状态的单向量子计算。
2008-03-13 quant-ph
Spontaneous Raman scattering out of a metastable atomic qubit
本文通过测量单个囚禁钙离子亚稳态量子比特在远失谐光照射下的自发拉曼散射率，为离子阱平台单双量子比特门的散射误差提供了实验依据，证明保真度误差可低于10⁻⁴。
2025-05-07 physics.atom-ph quant-ph
Reducing spontaneous Raman scattering noise in high quantum bit rate QKD systems over optical fiber
我们研究了（a）长光纤链路中经典信号的自发拉曼散射导致在同一光纤中传输的量子信道中的显著拉曼噪声和（b）色散对高量子比特率QKD系统性能的影响。降低拉曼噪声的一种方法是降低经典信号功率。这可以通过使用相干调制格式和部署前向纠错技术来实现。此外，在电信波长处具有小拉曼增益的低损耗光纤使得多个量子信道和一个或几个经典信道能够以100 Gb/s的速率在数十公里（可能数百公里）上同时传输。
2017-12-16 physics.optics quant-ph
Spontaneous emission of a nanoscopic emitter in a strongly scattering disordered medium
在玻璃衬底和强散射介质之间的界面处测量了单个金刚石纳米晶体中氮空位色心的荧光寿命。结果与记录的值从相同的纳米晶体在玻璃-空气界面的比较显示在散射介质中的荧光寿命的波动。在讨论了一系列可能的系统效应后，我们将观察到的寿命延长归因于局域态密度的降低。我们的方法是非常有前途的探索强大的三维本地化的光直接在微观尺度上。
2010-01-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Bridging quantum mechanics and nonlinear optics in Raman scattering
Nikon Corporation（尼康公司）；Institute of Pure and Applied Science, University of Tsukuba（筑波大学纯应用科学研究所）；Department of Biosciences and Informatics, Faculty of Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学理工学部生物信息学科）
提出自发拉曼散射的理论框架，通过将自发拉曼散射视为由量子真空场引发的受激拉曼增益或损耗事件，从三阶非线性磁化率推导出自发拉曼截面，并预测了“自发拉曼损耗”现象，建立了与Kramers-Heisenberg-Dirac理论的严格联系。
2026-07-02 physics.optics quant-ph
Stimulated light emission and inelastic scattering by a classical linear system of rotating particles
受到外部照明的粒子的旋转动力学被发现在高旋转速度下产生光放大和非弹性散射。在相对于入射光偏移两倍旋转频率的频率下的光发射在宽范围的光和旋转频率内的弹性散射上占主导地位。值得注意的是，在这个经典的线性系统中，通过受激发射产生入射光的净放大。大的光致加速率预测在真空中伴随着适度加热的粒子，从而支持在极端旋转条件下观察这些效果的可能性。
2011-04-27 physics.atm-clus physics.optics quant-ph
Photon statistics of quantum light on scattering from rotating ground glass
当激光束通过旋转毛玻璃（RGG）时，散射光表现出热统计特性。这在散斑成像中被广泛使用。这种散射过程在光子图像中尚未解决，如果非经典光被RGG散射，则特别相关。我们开发的散射过程中使用玻色统计分布$N$光子在$M$像素的光子图片。我们得到了输出场的P-分布与输入场的P-分布的解析形式。特别地，我们获得了散射光的$n$阶关联函数的一般关系，即，$g_{\text{out}}^{(n)}\simeq n!\,g_{\text{in}}^{(n)}$，它适用于任何阶- $n$和任意输入状态。这一结果立即恢复了相干光通过RGG到赝热光的经典变换。
2019-11-20 physics.optics quant-ph
Measurement-Induced Collective Vibrational Quantum Coherence under Spontaneous Raman Scattering in a Liquid
针对液体中自发斯托克斯散射后分子系综的量子态描述问题，本文通过时间分辨斯托克斯–反斯托克斯双光子符合测量证明其为集体振动量子相干叠加而非个体激发混合态。
2022-10-01 physics.optics quant-ph
The Scattering of Dirac Spinors in Rotating Spheroids
宇宙中有许多恒星是旋转的球体，研究它们具有非常重要的意义。自牛顿时代以来，许多天文学家和物理学家都从欧拉流体力学方程出发，通过考虑动量方程来研究恒星的引力性质。本文研究了Dirac方程旋量的散射问题，特别是在旋转Maclaurin椭球体的极限情形下的散射问题。首先给出旋转椭球星的度规，然后写出在此度规下的Dirac方程，最后导出Dirac方程的散射解，并建立微分散射截面$σ$与恒星物质密度$μ$之间的关系.发现$σ$对$μ$变化的敏感性与$μ$的密度成正比。由于引力场较弱，质量密度较恒定，所以我们的结果是合理的。这些结果适用于白矮星、主序星、红巨星、超巨星等，只要它们的引力场很弱，可以用牛顿近似来处理，并且假设流体是不可压缩的。注意，我们把恒星的物质密度取为平均密度，而恒星并不是致密的。显然，我们的结果不能用于研究中子星和黑洞。特别地，我们的结果适用于平均密度约为$10^{5}-10^{6}$ \，g~cm $^{-3}$的白矮星，对应的质量范围约为$0.21-0.61 M_{\bigodot}$，半径范围约为$6000-10000$ \，km.
2020-07-06 astro-ph.HE quant-ph
Nonequilibrium quantum fluctuations of a dispersive medium: Spontaneous emission, photon statistics, entropy generation, and stochastic motion
本文研究了色散介质在稳定旋转下，与环境处于或不处于热平衡时的量子涨落的含义。旋转的物体通过光子的自发发射以及内部发热耗散其机械运动而表现出量子不稳定性。导出了辐射能量和角动量的普遍关系，作为涉及目标散射矩阵的迹公式。我们还计算量子噪声推导出的热平衡和/或动态平衡的辐射光子的全部统计。（纠缠）熵产生的量化，和总熵示出总是增加。此外，我们推导出一个福克-普朗克方程的随机角运动所产生的波动反作用摩擦力矩。结果，我们发现了一个量子极限的不确定性的物体的角速度在稳定的旋转。最后，我们展示了一些细节，一个旋转的物体拖动附近的物体，使他们旋转平行于其旋转轴。在第一部分中引入了一个标量玩具模型，以简化技术细节和减轻概念的复杂性;在第二部分中详细讨论了量子电动力学。
2014-01-03 quant-ph
Rotational quantum friction in superfluids: Radiation from object rotating in superfluid vacuum
讨论了T=0时物体在超流液体中旋转时所受的摩擦力。这种效应类似于在量子真空中旋转的物体或黑洞对电磁辐射和自发发射的放大，首先由泽尔多维奇和斯塔罗宾斯基讨论。摩擦是由液体的一部分与旋转体刚性连接并因此代表共动检测器的液体与体外的“闵可夫斯基”真空的相互作用引起的。发射过程是准粒子从探测器到各能区的量子隧穿，在转动系中，各能区的准粒子能量为负。这种量子转动摩擦所造成的准粒子的排放估计声子和转动子在超流4He和Bogoliubov费米子在超流3He。
1999-01-18 cond-mat gr-qc hep-ph
Entanglement and Optical Nonreciprocity in spontaneous Raman Scattering
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）；University of Hamburg（汉堡大学）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）
研究自发拉曼散射中的纠缠与光学非互易性，构建微观理论并结合累积量展开方法分析散射边带纠缠结构，识别相关特征，揭示拉曼散射诱导手性耦合及非互易放大，为基于拉曼的量子光子协议等建立理论框架。
2026-07-15 physics.chem-ph quant-ph
Spontaneous Beliaev-Landau scattering out of equilibrium
本文研究了一维驱动耗散玻色-哈伯德模型描述的相干驱动非线性耗散腔阵列中相互作用光子气体的Beliaev-Landau散射。由于在这种非平衡设置中缺乏细致平衡，稳态性质对潜在的微观动力学更加敏感。由于流行的截断维格纳近似在捕捉这个物理过程中显着失败，我们提出了一种替代的方法，基于系统的扩展超出Bogoliubov近似，其中包括三阶关联函数的动力学。作为实验上可访问的签名Beliaev-Landau过程中，我们报告了一个小的，但不可忽略的修正Bogoliubov预测的稳态动量分布显示了一系列的峰值和下降，以及非高斯特征的统计腔输出场。
2017-12-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous Raman Scattering under Vibrational Strong Coupling: The Critical Role of Polariton Spatial Mode Coherence
Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学）
本文建立微观量子框架，阐明振动强耦合下拉曼响应由腔-振动空间模式重叠决定，并解释均匀腔与准二维层中拉曼峰的差异。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Lasing and counter-lasing phase transitions in a cavity QED system
我们研究了自发发射和非相干原子抽运对非平衡Dicke模型的非线性半经典动力学的影响-Dicke模型的推广，具有独立的耦合强度的同向和反向旋转的相互作用项。除了Dicke模型所熟知的普遍存在的超辐射行为之外，自发发射的加入与强反向旋转项的存在相结合，产生了被称为反向激光的类似激光的行为。这些状态在半经典模型中表现为稳定的周期轨道。我们进行了全面的动力学分析的出现在非平衡Dicke模型受到强腔耗散，使腔场可以消除产生一个有效的Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型的反激光。如果同旋相互作用的耦合强度很小，则反激光相通过去激发态的Hopf分叉出现。我们发现，如果自发发射的速率很小，这可以导致复苏的超辐射脉冲。然而，如果同向旋转耦合较大，则反激光相必须通过稳态超辐射相出现。这样的转变是分别驱动超辐射和反激光的相干和非相干过程竞争的结果。我们观察到一个令人惊讶的复杂的过渡之间的两个，与形成一个混乱的吸引子在一个薄的过渡参数区域。
2022-01-30 nlin.CD physics.optics quant-ph
Scattering in $\cal PT$ and $\cal RT$ Symmetric Multimode Waveguides: Generalized Conservation Laws and Spontaneous Symmetry Breaking beyond One Dimension
我们推广了光在一维$\cal PT$对称系统中传播的广义守恒律，即，对于透射率$T$和反射率$R_{L,R}$从左和右的$|T-1|=\sqrt{R_LR_R}$，到具有$\cal PT$或$\cal RT$对称性的多模波导，其中需要更高维的研究。这些守恒律不仅存在于透射和反射矩阵的矩阵形式中，而且通过定义广义透射率和反射率，它们也存在于实值量的标量形式中。然后，我们讨论，第一次，如何多模$\cal PT$对称波导可以用来观察自发对称性破缺的散射矩阵，这通常需要调谐系统的非厄米性（即增益和损耗的强度）。这里，使用多模波导的优点是消除了对任何系统参数的调谐：横模阶数$m$起到对称性破缺参数的作用，并且通过在单个频率和固定的增益和损耗强度下在每个波导通道中简单地执行散射实验来观察对称性破缺。
2015-10-27 physics.optics quant-ph
Performance of the subcarrier-wave quantum key distribution in the presence of spontaneous Raman scattering noise generated by classical DWDM channels
ITMO University（ITMO大学）；Quanttelecom LLC.（Quanttelecom有限责任公司）
本文研究经典DWDM信道产生的自发拉曼散射噪声对副载波量子密钥分发系统的影响，提出评估QBER和安全密钥率的模型，发现脉冲模式在密钥率和传输距离上均优于连续波模式。
2026-09-09 physics.optics quant-ph
Dynamics Near a Photonic Band-Edge: Strong Coupling Effects Beyond Rotating-Wave Approximation
本文研究了耦合到二维光子晶体的量子发射体的动力学行为，光子晶体具有有限带宽、锐边和Van-Hove奇异性。基于最近提出的开放量子系统的NCA动力学映射，我们用非微扰方法研究了强系统-浴槽耦合和光子环境的非马尔可夫性的影响。我们发现，几个特征的光子带边附近的动力学特性，如冻结的自发发射和最大的光-物质纠缠，得到强烈的修改，在系统浴耦合中的反旋转项的存在下，超越了光波近似。此外，通过计算量子发射体的光谱函数，我们评论原子-光子束缚态所起的作用，并表明，这获得了更大的寿命，一旦放松的光波近似。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Spontaneous Photon Emission in Cavities
本文研究了抛物腔和椭球腔中二能级原子的自发光子辐射过程，从而考虑了全多模情形。特别地，我们用半经典方法描述多模情形，计算了原子的激发几率和由此产生的少光子电磁辐射场的能量密度。基于这种方法，光子路径表示的相关跃迁概率振幅是有效的，在光学频率制度的偶极子和光波近似适用。与数值结果的比较表明，即使在自发发射的光子的波长变得可比或甚至大于腔的特征长度尺度的情况下，这些半经典的结果的质量。这是衍射效应变得重要的动态机制，因此几何光学考虑通常不适用。
2014-12-04 quant-ph
On quantum key distribution in decoherence-free subspace
提出了一种易于实现的基于集体退相信道或集体旋转信道的鲁棒量子密钥分发协议。在这些协议中，Bob仅采用被动光子探测来测量随机基中的偏振量子比特。集体旋转信道协议的源是由随机幺正旋转和相移的2型自发参量下转换产生的，不需要量子解纠缠器。给出了无条件安全性的一个简单证明。
2003-10-18 quant-ph
Generation of frequency entanglement by rotating Doppler effect
提出利用II型自发参量下转换和旋转q-plate的旋转多普勒效应连续产生混合自由度频率纠缠双光子态的方法，并通过联合谱与Hong-Ou-Mandel干涉分析其纠缠特性。
2025-06-11 physics.optics quant-ph
Chaotic scattering of atoms at a standing laser wave
通过失谐激光驻波传播的原子，即使没有自发发射和激光场的任何调制，也可以以混沌的方式散射。自发发射在一定程度上掩盖了这种效应，但蒙特卡罗模拟表明，通过吸收成像方法或在衬底上沉积原子，可以在实际实验中观察到自发辐射。混沌散射的效果被解释为一个特定的行为的原子的偶极矩穿过场节点，并强烈依赖于原子激光失谐的值。
2012-05-20 nlin.CD physics.atom-ph quant-ph
Observation of atom pairs in spontaneous four wave mixing of two colliding Bose-Einstein Condensates
利用位置灵敏、时间分辨的单原子探测器研究了原子在两个碰撞的玻色-爱因斯坦凝聚体中的散射。类似于量子光学，该过程也可以被认为是自发的、简并的德布罗意波的四波混频。我们发现一个明确的原子之间的相关性，相反的动量，展示对生产的散射过程中。我们还观察到一个Hanbury布朗和Twiss相关共线动量，它允许一个独立的测量对生产源的大小，从而空间模式的大小。背靠背对占据非常接近两个相反方向的空间模式，这是未来量子光学实验的一个有前途的功能。
2008-05-12 cond-mat.other quant-ph
Deflection of Rotating Symmetric Molecules by Inhomogeneous Fields
我们考虑偏转的旋转对称分子的不均匀的光学和静态电场，比较结果与线性分子的情况下，并发现新的奇异性的散射角的分布。详细分析了长/扁分子的散射过程，结果表明，利用短而强的飞秒激光脉冲可以有效地控制该过程。特别地，偏转分子的角色散可以通过激光诱导的分子预对准而显著减小。我们首先使用一个简单的经典模型来研究这个问题，然后通过更复杂的方法，包括绝热不变量的形式主义和直接数值模拟的欧拉-拉格朗日运动方程，找到类似的结果。建议的控制方案开辟了新的途径，许多应用涉及分子的聚焦，引导，并通过光学和静态场捕获。
2011-05-16 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Quantum Mechanics of a Rotating Billiard
正方形台球的可积性在它绕其中一个角旋转时自发地被破坏。系统变得准可积，其中不变环面相对于某个参数$λ= 2E/ω^{2}$被破坏，其中E是台球内部粒子的能量，而$ω$是台球旋转的角频率。我们研究了系统的经典和量子力学的观点，以获得对应的两个描述。庞加莱截面的经典相空间随着参数$λ$的减小，从规则运动向混沌运动过渡。在量子系统中，谱统计显示随着$λ$的减小，系统变为混沌，从泊松分布到维格纳分布的转变。然而，波函数统计显示，随着$λ$的减小，时间反演对称性被破坏。
2014-06-12 nlin.CD quant-ph
Creation of a black hole bomb instability in an electromagnetic system
本研究实验证实机械旋转金属圆柱体与低损耗谐振器配对时，能对电磁模式产生指数失控放大，首次实现了黑洞炸弹不稳定性机制的电磁类比。
2025-03-31 physics.app-ph physics.ins-det quant-ph
Spontaneous symmetry breaking in frustrated triangular atom arrays due to cooperative light scattering
我们证明了在三角形平面原子阵列中由于光的相互作用而产生的阻挫诱导的自发对称性破缺的光学相变。我们展示了在低光强下三角形单胞的阵列几何形状如何导致简并集体辐射激发，形成近平坦的带。我们驱动退化对的集体激发，以同样的情况下，在晶格平面和垂直于它的原子极化填充。在更高的强度，高于特定的阈值，这种对称性的人口是自发地打破。我们还开发了一个有效的少模模型，提供半解析描述的破缺阈值和无限晶格极限相变。令人惊讶的是，我们发现如何激发由于偶极相互作用对应于那些在挫折磁铁和超流体中发现的光学类似物，与密切相关的破磁机制，尽管这些系统之间的显着的物理差异，甚至模拟量子磁性开放的潜力。通过阵列的透射光传达关于光谱的滞后行为中的对称性破坏的信息。此外，在莫特绝缘体状态下，原子位置受到零点量子涨落的影响。将每个随机实现解释为原子位置配置的光诱导量子测量，我们发现强非线性和甚至弱位置不确定性如何导致相当大的测量诱导对称性破缺，而在许多实现上的集合平均恢复原始对称性和未破缺状态。较大的位置不确定性导致不同对称性破缺区域的形成。
2022-06-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
