Efficient single-photon directional transfer between waveguides via two giant atoms
本研究针对双波导量子电动力学系统的单光子输运问题，通过调控双巨原子耦合强度实现集体态能量简并，利用本征态散射干涉达成共振光子的完全定向转移，并提出高效定向光子转移方案，可应用于量子网络与集成光子电路。
2024-07-09 quant-ph
Geometric Antibunching and Directional Shaping of Photon Anticorrelations
本文通过构造两点二阶关联函数，在量子发射体二聚体中发现了与发射体量子态无关、源于双光子路径不可区分性量子干涉的几何反聚束机制，并展示了其在平坦基底和纳米球附近的可调谐性。
2024-10-23 quant-ph
Two-photon entanglement in multi-qubit bi-directional waveguide QED
研究了双光子高斯波包驱动的双向波导QED中纠缠的产生和控制。特别是，我们专注于如何增加量子比特的数量影响系统中的整体平均成对纠缠。我们还研究了第二个光子的存在如何引入非线性，从而操纵产生的纠缠。此外，我们表明，通过引入手征和小衰减率，纠缠可以存储和增强的2和3倍，分别。最后，我们分析了有限失谐和时间延迟对纠缠的影响。
2016-04-13 quant-ph
Programmable directional emitter and receiver of itinerant microwave photons in a waveguide
本文从理论上证明了单个微波光子在波导中的动态选择性双向发射和吸收。所提出的设备是一个人造分子，由两个量子比特耦合到波导四分之一波长分开。通过使用基于输入-输出理论的模拟，我们表明，在准备一个适当的纠缠态的两个量子比特，光子被定向发射的相消干涉的结果发生在右侧或左侧的量子比特。此外，我们证明了这种人工分子具有按需吸收和传输入射光子的能力，这是创建完全互连的一维量子网络所必需的功能，其中量子信息可以在任何两个给定的节点之间交换。
2020-11-26 quant-ph
Detecting entanglement between quantum emitters using directional emission
本文研究极化与非极化发射体系统中光子发射方向性与发射体间纠缠的关系，证明在广泛参数范围内二者单调相关，并利用方向性统计可靠估计并发度，为量子网络中的纠缠检测提供新方法。
2025-08-08 quant-ph
Directional emission of down-converted photons from a dielectric nano-resonator
关联光子对的产生是当代量子光学的重要课题之一。在这里，我们从理论上描述了在自发参量下转换过程中的光子对的产生在一个共振的球形纳米粒子的介电材料与散装$χ^{(2)}$非线性。我们选择的纳米粒子的尺寸，满足米氏理论所描述的共振本征模的条件。我们发现，高度定向的光子对产生可以观察到利用非线性Kerker型效应，这种制度提供了有用的偏振相关性。
2020-11-16 physics.optics quant-ph
Directional emission and photon bunching from a qubit pair in waveguide
本研究探讨波导中一对相同量子比特，揭示方向性单光子发射与双光子聚束的共同起源，并提出基于此机制实现贝尔态优化后选择的方法。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-brightness single photon source from a quantum dot in a directional-emission nanocavity
我们分析了一个单光子源组成的InAs量子点耦合到一个定向发射的光子晶体（PC）在GaAs中实现的腔。在共振时，量子点的寿命减少了10倍以上，为45 ps。与标准的三孔缺陷腔相比，扰动PC腔设计将进入物镜（NA=0.75）的收集效率提高了6倍，并且将所收集的光进入单模光纤的耦合效率提高了1.9倍。发射频率由腔模决定，腔模反聚束到g（2）=0.05。腔设计还使得能够有效耦合到高阶腔模式，用于腔耦合量子点的局部光学激发。
2009-04-08 quant-ph
Photon-Conditioned Squeezed States for Directional Displacement Response in Continuous-Variable Photonics
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；The University of Virginia（弗吉尼亚大学）
本文比较了光子条件压缩态与福克态和猫态，发现双光子减压缩态在匹配平均光子数下沿特定正交方向具有更优的位移保真度半径，适用于各向异性位移噪声抑制和定向传感。
2026-05-26 quant-ph
Path Complementarity Enables Directional Quantum Light in Hybridized Cavity Polaritons
Guangdong University of Technology（广东工业大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
本文提出路径互补机制，在混合腔极化激元中实现定向量子光，兼顾不对称光子统计与路径相干性，并展示可切换的定向光子阻塞及强路径纠缠。
2026-10-08 quant-ph
Elimination, reversal, and directional bias of optical diffraction
利用电磁感应透明（EIT）热蒸汽介质中原子的热运动，我们实验演示了光学衍射的操纵。通过适当调节EIT参数，原子运动引起的折射可以完全抵消傍轴自由空间衍射，从而消除衍射对任意图像的影响。通过进一步的操纵，衍射可以加倍，不对称地偏置以引起偏转，甚至反向。后者允许一个实验性的实施一个类比的负折射率透镜。
2009-06-18 quant-ph
GaN directional couplers for integrated quantum photonics
大截面GAN波导被认为是实现集成量子光子电路的合适结构。这种几何形状的定向耦合器已被设计与援助的光束传播方法和使用电感耦合等离子体蚀刻制造。扫描电子显微镜检查表明，高品质的端面耦合和耦合区域中的肋对之间的明确定义的间隙。在800 nm处的光学特性示出了单模操作和耦合长度依赖的分光比。通过测量可见度为96%的宏欧曼德尔倾角，在定向耦合器中观察到简并光子对的双光子干涉。
2012-02-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Bi-directional mapping between polarization and spatially encoded photonic qutrits
近年来，人们提出了各种形式的三能级量子系统Qutrits用于量子信息处理。利用本文提出的方法，可以将一个由两个光子在同一时空模式下的偏振态编码的双光子量子态映射到一个空间模式下的单光子量子态。如果我们还能实现到偏振空间的逆映射，就可以在这样的双光子量子点上进行任意幺正运算。在本文提出的两种方案中，仅基于线性光学的方案实现了任意的U（3）运算，成功概率很小。但是，如果加入弱非线性，则可以大大提高成功概率。这些方案在目前的实验技术条件下是可行的。
2009-11-11 quant-ph
A planar dielectric antenna for directional single-photon emission and near-unity collection efficiency
单发射器在密码学、量子计算、光谱学和计量学等各种背景下被认为是单光子源。这些应用的成功将至关重要地依赖于将光子有效定向发射到定义明确的模式中。为了实现高效率，研究人员研究了低温下的微腔、光子纳米线以及与金属纳米天线的近场耦合。然而，尽管取得了令人印象深刻的进展，现有的实现大大低于统一的收集效率。在这里，我们报告的理论和实验研究的介质平面天线，它使用一个分层的结构定制的角发射的一个单一的定向分子。我们证明了在室温下使用显微镜物镜的收集效率为96%，并获得约50 MHz的记录检测率。我们的方案是波长不敏感的，可以很容易地扩展到其他固态发光体，如色心和半导体量子点。
2010-09-20 quant-ph
On-Demand Directional Microwave Photon Emission Using Waveguide Quantum Electrodynamics
在非本地计算节点之间路由量子信息是量子处理器的可扩展网络的基础。任意节点之间的量子信息传输通常通过在它们之间传播的光子或通过共振耦合附近的节点来介导。实用程序由发射器、传播信道和接收器的类型决定。涉及传播微波光子的常规方法由于光子损耗而具有有限的保真度，并且通常是单向的，而使用直接谐振耦合的架构原则上是双向的，但通常只能容纳几个局部节点。在这里，我们展示了高保真，按需，定向，微波光子发射。我们使用人造分子来实现这一点，该人造分子包括两个超导量子比特，它们与双向波导强耦合，有效地创建了手性微波波导。来自分子的光子发射路径之间的量子干涉产生选择性地在所选方向上传播的单光子。该电路还能够吸收光子，使其适合在可扩展的量子网络中构建互连。
2022-10-13 quant-ph
Quantum reflection of single photons in a cold Rydberg atomic gas
提出并分析了一种利用电磁诱导透明实现单光子在冷里德伯原子气体中的量子反射的方案，该方案利用存储的门光子制备了一个深的、可调的吸引势阱.这种方案有望用于色散型单光子开关的设计，并可作为同时观察光子波粒性质的量子器件。
2022-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Single-photon transport in a whispering-gallery mode microresonator directionally coupled with a two-level quantum emitter
研究了回音壁模式微谐振腔与二能级量子发射源定向耦合系统中的单光子输运问题。量子电动力学和单光子输运方法通常可以用来研究这种耦合系统。然而，我们发现，如果我们把一个二能级QE作为一个单光子相位振幅调制器，我们也可以处理这样的系统使用的传输矩阵方法。在理论上证明了这三种方法是等价的。精确地推导出了这些方法中各参数的对应关系。我们的工作可以推广到多谐振腔系统与二能级量子阱的手征相互作用。因此，传输矩阵方法可以为探索更复杂的手征量子效率-谐振腔相互作用系统提供一种方便直观的形式。
2021-10-24 physics.optics quant-ph
Efficient quantum dot single photon extraction into an optical fiber using a nanophotonic directional coupler
我们展示了一种光谱宽带和高效的技术，用于收集从单个InAs量子点直接进入标准单模光纤的光致发光。在这种方法中，光纤锥形波导与具有嵌入式量子点的悬挂GaAs纳米光子波导接触放置，形成具有标准光纤输入和输出的高效宽带定向耦合器。在几十纳米的波长范围内的有效的光致发光收集被证明，和一个单一的量子点激子到单模光纤的最大收集效率为6.05%（相应的单光子速率为3.0 MHz）估计。
2011-09-27 physics.optics quant-ph
Mechanisms governing photon-pair generation and emission directionality in quantum metasurfaces
INRiM（意大利国家计量研究院）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Cornell University（康奈尔大学）
本文理论研究了量子超表面中控制光子对产生和发射方向性的主要机制，为优化设计提供指导。
2026-11-04 physics.optics quant-ph
Velocity-Controlled Directional Readout of Single Photons
Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Méditerranée, Institut Fresnel（艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心、地中海中央学院、菲涅尔研究所）
该研究探讨了电Glauber探测器在匀速运动下对两个反向传播单光子模式的单点击POVM的影响，展示了运动多普勒效应如何改变探测器框架中的替代选项，并通过有限带宽将传播方向转化为检测偏置，从而实现方向敏感的读出。
2026-05-20 gr-qc quant-ph
Tunable generation of entangled photons in a nonlinear directional coupler
量子光源的片上集成使复杂量子光子电路的实现成为可能。然而，为了在量子信息应用中实际实现这样的电路，开发具有按需可调谐性的提供纠缠量子光子态的源是至关重要的。在这里，我们提出并实验证明了一个广泛的可调谐的量子光源的概念的基础上自发参量下转换的非线性定向耦合器。我们发现，空间光子对关联和纠缠可以重新配置的需求，通过调整泵浦光束之间的相位差和结构内部的相位失配。我们演示了分裂态，强大的N00N状态，各种中间制度和双光子转向的产生。这一基本方案为实现可重构量子电路提供了重要的进展。
2015-07-13 physics.optics quant-ph
Directional Transport in Rydberg Atom Arrays via Kinetic Constraints and Temporal Modulation
本文提出利用距离相关的 Rydberg 相互作用和时间调制激光失谐，在不等间距原子阵列中无局域寻址地实现 Rydberg 激发与 Bell 对的稳健、相干定向输运。
2025-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Directional telecom photons from a chirally coupled quantum dot
Queen’s University（女王大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
研究旨在创建工作于电信波长的手性量子界面，通过将InAs量子点与InP微盘连接，利用强磁场调节量子点跃迁，实现了近乎理想的手性量子耦合，为集成光子器件的量子信息处理提供了支持。
2026-07-27 quant-ph
Highly directional photon superbunching from a 'few atom' chain of emitters
本文研究了等间距线性二能级原子链的关联荧光光子发射几率的角分布。我们用共振激光场选择性地激发其中一个原子。原子通过偶极-偶极相互作用和集体自发发射相互耦合。我们的注意力集中在相关光子对的同时观测上。研究发现，发射原子之间的干涉可以导致光子对的高方向性发射。这些光子对具有很强的相关性，并且它们的发射高度集中在特定的检测方向上。我们证明了在这样的几何配置的选择性相干激发的关键作用。将驱动场从位于链的一端的原子移动到另一端，会导致辐射图案翻转到检测平面的另一半。此外，我们发现，原子系统中，只有一个原子位于一个特定的位置内的线性链被驱动的激光场可以辐射相关的双光子的方向沿单光子的辐射显着减少。或者，发射光子统计中的超聚束优先发生在可忽略或消失的单光子发射的方向上。随着更多的发射体被添加到链中，超聚束的效果加强。根据链中原子的数量和被驱动原子的位置，强关联的光子对可以发射到定义明确的单个、两个或四个方向。
2018-08-12 quant-ph
Highly efficient light extraction and directional emission from diamond color centers using planar Yagi-Uda antennas
钻石中的色心代表了一个有前途的平台，用于开发固态单光子源和自旋光子界面，作为基于光子学的量子技术的构建模块。然而，尽管它们表现出使它们如此有吸引力的特征的组合，但它们也受到其发射特性的有限控制，例如亮度，方向性和偏振。在本文中，我们提出了实施和实验研究的平面八木宇田天线在金刚石，展示了高效的光提取和定向发射的硅空位色心在薄金刚石膜。
2019-05-08 physics.optics quant-ph
Directional spontaneous emission in photonic crystal slabs
本文研究光子晶体平板中定向自发辐射与几何参数、发射体位置及偏振的关系，揭示通过实际材料结构精细调控集体量子光学现象的潜力。
2023-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Motion-induced directionality of collective emission in a non-chiral waveguide
Institute of Applied Physics, Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学应用物理研究所）；Dept. of Physics and research center OPTIMAS, RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学物理系及OPTIMAS研究中心）
通过实验在空芯波导中观察到运动诱导的集体原子发射方向性，证明仅通过集体相位工程即可产生方向性相互作用，无需单发射体不对称或几何排列不对称。
2026-06-03 quant-ph
Nonreciprocal Photon Transmission and Amplification via Reservoir Engineering
我们讨论了一个一般的方法来构建非互易，基于腔的光子器件，匹配一个给定的相干相互作用与相应的耗散对应物的基础上，我们的方法概括了级联量子系统理论中使用的基本结构，并可以呈现一个非常广泛的类的相互作用方向。与标准的基于干扰的方案相比，我们的方法允许在宽带宽上的定向行为。我们展示了如何可以用来设计隔离器和定向，量子限制放大器。我们将详细讨论如何使用这种一般方法来构造一个定向的、无噪声的相敏放大器，它不受任何基本增益带宽约束的限制。我们的方法特别适合于使用超导微波电路和光机系统的实现。
2015-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissimilar collective decay and directional emission from two quantum emitters
我们研究了两个远距离量子发射体通过一维波导耦合的系统，其中电磁场具有方向相关的速度。因此，集体发射的开始是非同时的，并且对于适当的参数，当发射器之一表现出超辐射时，另一个可以是亚辐射的。干涉效应使系统能够根据原子状态和场传播相位沿优先方向辐射。我们的特点，这种定向发射作为一个函数的各种参数，划定最佳方向性的条件。
2022-05-02 quant-ph
99% beta factor and directional coupling of quantum dots to fast light in photonic crystal waveguides determined by hyperspectral imaging
利用直接高光谱成像技术研究了5 K时嵌入光子晶体波导中的InAs/GaAs量子点激子跃迁到非导模和导模的自发发射。这使得能够直接测量到导模的绝对耦合效率，β因子，而无需假设先前使用的衰减率。值得注意的是，我们发现在40 meV的宽光谱范围内的快速光制度的β因子超过90%，达到最大值（99 $\pm$ 1）%。我们测量了在磁场中圆偏振跃迁到反向传播导模的定向发射，以推导出量子点位置处的模式圆度。我们发现，点的高方向性，高达97%，与降低β因子，符合他们的位置远离模式场波腹。通过与校准后的时域有限差分模拟结果的比较，我们利用发射能量、模式圆度和β因子来估计量子点在光子晶体波导单元格中的位置。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Directional spontaneous emission and lateral Casimir-Polder force on an atom close to a nanofiber
本文研究了靠近光学介质的受激原子的自发发射及其产生的散射力。对于一个适当选择的原子偶极子的取向，自发发射图案变得不对称和谐振Casimir-Polder力平行于纤维轴出现。对于一个简单的模型，我们表明，这样的横向力是由于在材料内的图像的圆形振荡的原子的偶极矩的相互作用。由于Casimir--Polder能量在横向上是恒定的，所以预测的横向力不是以通常的方式从势中导出的。我们的研究结果具有一定的影响，光学力的测量衬底上，以及激光冷却的原子在纳米光子陷阱。
2015-05-06 quant-ph
Directional router and controllable non-reciprocity transmission based on phase and pathway coherence
本研究提出一种基于相位和路径相干性的多通道量子路由器，通过调节路径干涉实现高概率定向路由及非互易传输，为量子路由和光子传输提供新方案。
2023-06-18 physics.optics quant-ph
Resonant structure for improved directionality and extraction of single photons
本文提出利用 Mie 谐振与 Kerker 条件的金刚石介电超表面，增强 NV 中心单光子的提取效率和前向定向性，并可推广至其他缺陷、材料与量子光源。
2024-05-08 physics.optics quant-ph
Directional quantum scattering transducer in cooperative Rydberg metasurfaces
Harvard University（哈佛大学）
该研究提出了一种利用四波混频和量子散射的单光子转换方案，利用合作性Rydberg阵列实现高效且方向性强的太赫兹至光学转换。
2025-10-31 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Resonator as a Directional Quantum Emitter
Universidade Federal de São Carlos（圣卡洛斯联邦大学）；CESQ/ISIS (UMR 7006), CNRS and Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Universidade Estadual Paulista (UNESP)（圣保罗州立大学）；Universidade Estadual de Ponta Grossa（蓬塔格罗萨州立大学）
本文研究了基于双光子Jaynes-Cummings系统的单光子源，其中共振子作为量子发射器，相比传统模型具有更高的效率、纯度和可区分性，且能高效生成单光子脉冲。
2026-04-13 quant-ph
Geneartion of higher dimensional modal entanglement using a three waveguide directional coupler
本文提出了一种在周期性极化的三波导定向耦合器中通过II型自发参量下转换过程产生高维模纠缠的方法。我们表明，通过适当的设计，有可能实现两个光子占据三个不同的空间模式的输出状态。使用这种波导结构的优点是其灵活性和设计空间可用性，以实现在下转换过程中产生的光子对的期望特性
2015-03-19 physics.optics quant-ph
N00N states from a single non-linear directional coupler
在寻求可应用的量子信息技术时，小型化、紧凑和可扩展的源是至关重要的。在这里，我们提出了在单个非线性光学元件中产生2光子N00N态而无需进一步后处理的概念。基于周期极化波导耦合器，我们提出了在这种器件中通过0型参量下转换产生态的原理。利用线性光学元件的本征模描述，我们利用离域光子对产生在测量基中产生N00N态。我们表明，我们能够消除窄带光谱滤波的需要，以及泵浦光的相位稳定，使这种方法成为一种优雅的方式来产生2光子N00N状态。
2014-12-01 quant-ph
Overcoming the rate-directionality tradeoff: a room-temperature ultrabright quantum light source
室温下确定性GHz速率单光子源将是各种量子应用的重要组成部分。然而，缓慢的固有衰减速率和典型量子发射体的全向发射是实现这一目标的两个障碍，这是难以同时克服的。在这里，我们解决了这一挑战的混合方法，使用复杂的单片光子谐振器构成的金纳米锥负责的速率增强，和圆形布拉格天线的发射方向性。一个可重复的过程将量子点精确地结合到天线嵌入的纳米锥的尖端。因此，我们同时实现了20倍的发射率增强和创纪录的高方向性，导致观察到的亮度增加了580（120）倍，NA = 0.22（0.5）。我们预计，这种小型化的片上器件可以达到接近2.3*10^8单光子/秒的光子速率，从而在环境条件下实现量子技术的超快光-物质界面。
2020-11-03 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Quantum interference between photons from an atomic ensemble and a remote atomic ion
量子信息分发的进展可能需要在混合量子网络中共享纠缠。许多纠缠协议需要在网络的各个节点之间产生不可区分的光子。这在混合环境中是具有挑战性的，因为在不同系统中产生的单光子的光谱和时间特性通常存在很大差异。在这里，我们第一次展示了由单个原子离子和原子系综产生的光子之间的量子干涉，它们位于不同的建筑物中，并通过光纤连接。囚禁离子是量子计算和模拟的主要候选者，具有良好的物质到光子的转换。中性原子系综中的里德伯激发作为光子量子比特的存储和操作的界面具有很好的效率。我们对这两个不同系统产生的光子之间的高可见度干涉的测量是建立混合量子网络的重要组成部分。
2019-07-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Analysis of Controlled Photon Storage Time Using Phase Locking by Atomic Population Transfer
分析了非均匀展宽光学介质中原子布居数的转移，研究了原子频率梳（AFC）和相位锁定回波中按需光子存储时间的控制。AFC的光子存储机制属于常规的三脉冲光子回波，而存储时间控制受常规的双脉冲光子回波的限制。
2010-04-06 quant-ph
Single-Molecule Doped Crystalline Nanosheets for Delicate Photophysics Studies and Directional Single-Photon Emitting Devices
固体中的单分子被认为是一类有吸引力的固态单量子系统，因为它们可以以低成本化学合成，在所需波长处具有稳定的窄跃迁。在这里，我们报告和证明单dibenzoterrylene分子在结晶蒽纳米片作为一个强大的和多功能的固态平台，精密的微物理研究和单光子器件的积木。高质量的纳米片样品使精细的单分子电子物理学在室温下的稳健研究成为可能，包括单分子插入位点跳跃的首次实时观察，偶极矩取向和幅度的相关变化的定量测量，激发功率依赖的系统间交叉速率和三重态寿命的明确测定。此外，我们展示了灵活的组装成平面天线装置的纳米片，以实现明亮的单分子发射与高斯发射模式。蒽包二苯并三萘嵌苯纳米片体系具有厚度薄、光稳定性和机械稳定性好等优点，是集成光子电路中静态量子节点的理想候选材料。
2019-11-12 physics.app-ph quant-ph
Directional superradiance in a driven ultracold atomic gas in free-space
本文理论分析自由空间中受驱动超冷原子气体的稳态，揭示弱驱动集体效应及临界标度由 N 变为 √N，并用含非均匀效应与自发辐射的模型加以解释。
2024-03-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
On Exchange of Orbital Angular Momentum Between Twisted Photons and Atomic Electrons
本文给出了扭曲（拉盖尔-高斯分布）光子与氢原子散射的矩阵元表达式。我们认为光子进入的轨道角动量（OAM）的$\ell \hbar$，携带的一个因素$e^{i \ell ϕ}$不存在于一个平面波或纯高斯轮廓光束。研究了OAM的$+2\ell$单元从光子到原子方位角量子数的转移性质。我们得到简单的公式，这些OAM翻转转换的弹性前向散射的扭曲光子时，光子波长$λ$是大的相比，原子的目标尺寸$a$，和小的瑞利范围$z_R$，它的特点是扭曲的光子束的准直长度。
2012-06-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Elastic Scattering of Twisted Photons with Atomic Hydrogen
利用与微分反应截面直接相关的涡旋原子形状因子，分析了扭曲涡旋光子与类氢原子靶的弹性散射。涡原子形状因子表示在一个统一的球形基础上，并在MatLab代码中实现，数值计算使用全局自适应正交。该代码的结果显示了光子波长，瑞利范围和散射角的变化对微分反应截面和扭转因子的影响，扭转因子用于测量引入轨道角动量的影响。最近提出的双镜效应，占一个非零效应的扭曲光子相互作用的正向数值证实。最后，它表明，微分反应截面大大放大时，瑞利范围和光子波长接近原子的尺度。简要讨论了实验考虑和应用，包括量子信息，其中扭曲光子在原子靶上的散射可用于光与物质之间的信息传递。
2019-09-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Interference of Photon Pairs from Two Trapped Atomic Ions
我们收集两个被捕获的原子离子的荧光，并测量从离子发射的光子之间的量子干涉。两个光子的干涉是基于光子耦合的原子量子比特纠缠方案的关键组成部分。保持所产生的纠缠和用相同离子重复实验的能力对于实现原子量子比特之间的纠缠量子门是必要的，并且允许实现协议以有效地扩展到更大数量的原子量子比特。
2006-08-05 quant-ph
Stopping waveguide photons with controllable atomic cavity
利用电磁感应透明来减慢或阻止光在自由空间中的传播，实现光量子信息处理和信息存储，近年来受到人们的广泛关注。对于波导光子，在这里，我们提出了一种方法来阻止他们与一对原子镜产生的可控原子腔，其中一个完全反射光子，另一个与可调的反射/透射光子的概率。基于实空间中的全量子力学理论，我们证明了通过调节受驱动的二能级原子散射的能量分裂，可以控制具有固定频率的波导光子的反射/透射几率（即，原子镜）。因此，光子可以通过具有可调节的原子能级的侧原子镜沿着波导可控地传输/反射。理想情况下，光子可以在原子腔中停止。这提供了一种以可控方式停止/重新行进波导光子的新颖机制。并讨论了该方案在现有集成光学器件上的可行性。
2016-03-16 quant-ph
Optimal Photon blockade on the maximal atomic coherence
通常没有明显的证据表明光子阻塞和原子相干性之间有任何直接的关系。在这里，而不是只说明光子统计，我们显示了一个有趣的关系之间的稳态光子封锁和原子的相干性，通过设计一个弱驱动的腔QED系统与一个两能级原子捕获。首次证明了最大原子相干性与最佳光子阻塞之间的完美对应。讨论了强耗散对光子统计、原子相干性及其对应性的负面影响。数值模拟也支持我们的所有结果。
2017-04-14 quant-ph
The influence of dipole-dipole interaction on entanglement in nondegenerate two-photon Tavis-Cummings model with atomic coherence
研究了无耗腔中具有非简并双光子跃迁的偶极耦合双原子与双模光场相互作用系统的纠缠。结果表明，纠缠依赖于原子的初始态.由于原子的相干性和偶极-偶极相互作用的原子纠缠显着增长的可能性的情况下，大的热光子的平均值。
2012-10-13 quant-ph
Simultaneous generation of two spin-wave-photon entangled states in an atomic ensemble
纠缠光子的产生和存储在量子信息技术中起着重要的作用。原子系综中的自发拉曼散射（SRS）为产生具有存储能力的纠缠光子提供了一种很有前途的方法。在过去的实验中，我们利用受激喇曼散射在原子系综中产生自旋-波-光子纠缠态，从而得到一对纠缠光子。本文报道了一种通过收集两个不同方向的Stokes光子，在原子系综中同时产生两个自旋波光子纠缠态的方案。基于所得到的两个原子-光子纠缠源，我们分别制备了三光子GHZ偏振纠缠态和有条件制备了偏振纠缠光子对。
2015-09-10 quant-ph
Directionally Tunable Co- and Counter-Propagating Photon Pairs from a Nonlinear Metasurface
本文首次在理论和实验上实现了非线性超表面产生光子对发射角的精确控制，基于导模共振的横向相位匹配，支持同向与反向传播的可调谐发射，并提供了设计策略与实验验证。
2024-03-12 physics.optics quant-ph
Superradiant Emission of Ultra-Bright Photon Pairs in Doppler-Broadened Atomic Ensemble
单光子超辐射由于其在有效收集原子系综中的单光子方面的潜在用途而引起了人们的极大兴趣，明亮窄光子对光源是实现基于光与原子系综相干相互作用的量子通信和量子计算机的关键部件。我们报道了超亮光子对的超辐射发射，每输入功率的符合计数率为64，600 cps/mW，通过热蒸气室中的自发四波混频。在多普勒展宽的梯型原子系统中，近原子速度群的双光子相干性的贡献提高了光子对的产生率。探测到单个光子的概率与光学深度的二次比例关系表明超亮度是由超辐射引起的。此外，首次观察到了原子系综在高光学深度处的单光子超辐射拍频。
2016-03-02 quant-ph
Inducing and controlling rotation on small objects using photonic topological materials
光子拓扑绝缘体板违反洛伦兹互易性，导致表面导模的方向性。这种平面内方向性可以通过施加的磁场来印记。基于非互易介质中的宏观量子电动力学，我们证明了两个光子拓扑绝缘体表面受到一个可调的、依赖于磁场的Casimir矩的作用。由于方向性，该扭矩表现出独特的$2π$周期性，与对于具有$π$周期性的互易单轴双折射介质或波纹表面所遇到的卡西米尔扭矩形成对比。值得注意的是，扭矩的方向和强度可以通过简单地在系统上施加一个磁场在原位外部驱动，我们表明，这可以被利用来诱导控制旋转的小物体。我们的预测可以相关的纳米光机械实验和设备。
2018-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Trapping a Free-propagating Single-photon into an Atomic Ensemble as a Quantum Stationary Light Pulse
有效的光子-光子相互作用是实现量子信息处理的关键因素之一。然而，由于光子的玻色子性质，相互作用通常必须通过原子介质介导，并且与效率密切相关的相互作用时间取决于原子-光子相互作用的性质。虽然电磁感应透明效应确实提供了光子量子存储的可能性，但它并没有增加相互作用时间，因为它将光子态完全映射到原子态。相反，稳态光脉冲（SLP）效应将光子态捕获在群速度为零的原子介质中，从而打开了增强相互作用时间的可能性。在这项工作中，我们报告的第一个实验演示捕获一个自由传播的单光子到冷原子系综通过量子SLP（QSLP）过程。我们的结论是，单光子态的量子特性保持良好的QSLP过程中。我们的工作为有效的光子-光子相互作用，奇异光子态和光子系统中的多体模拟铺平了道路。
2022-08-16 quant-ph
Entanglement of Atomic Ensembles by Trapping Correlated Photon States
我们描述了一个一般的技术，允许光场和亚稳态的物质之间的量子相关性的理想转移。该技术基于在相干驱动的原子介质中捕获光子的量子态，其中群速度被几何地降低到零。我们讨论了它在量子态存储、压缩原子态的产生、纠缠原子系综的制备和量子信息处理等方面的应用。
1999-12-10 quant-ph
