Beyond the single-atom response in absorption lineshapes: Probing a dense, laser-dressed helium gas with attosecond pulse trains
利用极紫外（XUV）阿秒脉冲序列探测光学厚氦靶，在强红外（IR）场的作用下，研究了激光修饰原子在单原子响应之外的吸收线形状.我们研究了微观含时偶极矩的红外诱导相移和宏观XUV脉冲的共振传播诱导整形之间的相互作用。我们的实验和理论结果表明，随着光学深度的增加，这种相互作用导致最初的IR修改的线形的加宽，并随后出现新的，窄的吸收线的功能。
2015-03-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Preparation of an Exponentially Rising Optical Pulse for Efficient Excitation of Single Atoms in Free Space
本文报道了一种简单的方法，在几纳秒的时间尺度上制备出包络呈指数上升的光脉冲。该方案基于快速晶体管的指数传递函数，其产生先在射频载波上传递的指数上升包络，然后在具有电光相位调制器（EOM）的相干CW激光束上传递。然后用光学谐振腔提取时间形状的边带，并可用于有效地激发单个Rb-87原子。
2012-04-14 physics.optics quant-ph
Demonstration of two-atom entanglement with ultrafast optical pulses
我们利用超快激光脉冲序列演示了两个囚禁原子离子量子比特的量子纠缠。与以前的库仑相互作用介导的纠缠演示不同，该方案不需要限制在Lamb-Dicke区域，并且由于其速度对环境噪声不太敏感。为了阐明超快相位门的物理机制，我们仅用10个脉冲产生了高纠缠率，每个脉冲的持续时间为$\sim20$ ps，并展示了具有$(76\pm1)$ %保真度的纠缠Bell态.这些结果为通过仅激发局部运动模式在大量量子比特集合内进行纠缠操作铺平了道路。
2017-09-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optimized Raman pulses for atom interferometry
我们提出了反射镜和分束器脉冲的设计，提高原子干涉的保真度，并增加其系统的不均匀性的容忍度。这些设计的实验证明与冷热样品的$^{85}$ Rb原子。我们首先展示了一种受激拉曼反转脉冲设计，与传统的75（3）%的$π$脉冲效率相比，该设计实现了99.8（3）%的基态超精细态转移效率。这种反转脉冲对于激光强度和失谐的变化是鲁棒的，在失谐时保持90%的传递效率，对于失谐，$π$脉冲保真度低于20%，因此适合于使用热原子或在非理想环境中操作的大动量传递干涉仪。然后，我们扩展我们的优化马赫-曾德尔原子干涉仪序列的所有组件，并表明，与一个高度不均匀的原子样品的条纹可见度增加了三倍，使用传统的$π$和$π/2$脉冲。
2019-12-10 physics.atom-ph quant-ph
Chirped pulse excitation of two-atom Rydberg states
在绝热快速通过的条件下，研究了双光子啁啾光脉冲对两个基态原子的双里德伯态激发。对于中间的里德伯-里德伯相互作用强度，相关的原子分开的$\sim$ 10 $μ$ m，绝热激发可以实现在实验上可行的拉比频率和啁啾率的脉冲，导致在高转移效率。我们还研究了基态和里德伯态之间的绝热转移，作为实现原子量子比特之间受控相位门的一种手段。
2015-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Optical trap potential control in N-type four level atoms by femtosecond Gaussian pulses
本文提出了一种利用啁啾飞秒高斯脉冲控制N型四能级原子系统中光学偶极阱势的方案。通过调节高斯脉冲的束腰宽度和失谐频率，可以很好地控制光阱的空间尺寸。的捕获潜力分裂与增加拉比频率的陷阱的中心，一个行为类似的实验观察到的背景下，用飞秒脉冲的纳米粒子的捕获。试图通过研究原子布居的空间概率分布来解释这一现象背后的物理机制。
2014-08-18 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Bi-selective pulses for large-area atom interferometry
我们提出了设计的增强“镜”脉冲的大动量转移原子干涉仪，保持其保真度的波包动量差增加。这些双选择性脉冲，使用最佳控制方法定制的发展双模动量分布，应允许更大的干涉仪面积，从而增加惯性测量灵敏度，而不需要提高拉比频率或扩展频率啁啾。使用实验验证的模型，我们已经模拟了我们的脉冲设计的大动量转移原子干涉术中的应用，在1 $μ$ K的$^{85}$ Rb的激光冷却原子样品中使用受激拉曼跃迁。在波包被42光子反冲动量分离后，我们的脉冲保持90%的条纹对比度，而对于绝热快速通过和常规的$π$脉冲，对比度小于10%。此外，我们展示了如何这些脉冲可以适应抑制有害的非共振激发，限制其他宽带脉冲方案。
2020-04-25 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Control of Qubits and Atomic Motion Using Ultrafast Laser Pulses
脉冲激光器在量子比特的相干控制方面比CW激光器具有显著的优势。本文综述了利用脉冲序列控制单个囚禁原子的内、外态的理论和实验研究进展。确定了两种不同的激光强度制度。当脉冲足够弱，拉比频率$Ω$远小于陷阱频率$\otrap$时，边带跃迁可以被解决，原子-原子纠缠可以以与CW激光器大致相同的方式完成。相比之下，如果脉冲非常强（$Ω\gg \otrap$），则可以组合脉冲自旋相关反冲以创建比陷阱周期快得多的纠缠门。这些快速纠缠门应该在Lamb-Dicke区域之外工作，并且对热原子运动不敏感。
2013-07-01 physics.atom-ph quant-ph
Light pulse in $Λ$-type cold atomic gases
通过直接模拟动力学方程和研究色散关系，研究了在两束等强度反向传播的控制光作用下，光脉冲在$Lambda$型冷原子气体中的行为.我们的分析表明，依赖于存储的波包的长度$L_0$和地自旋相干的衰减率$γ$，重建的光可以表现出不同的行为。对于长的$L_0$和/或大的$γ$，产生稳定的光脉冲，而对于短的$L_0$和/或小的$γ$，出现两个传播的光脉冲。在$γ\to 0$极限中，光总是分裂成两个传播脉冲足够长的时间。这与最近的一个实验[Y. W.Lin等人，物理修订信函102，213601（2009）]，其中在激光冷却的冷原子系综中产生两个传播光脉冲。
2010-03-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Atom interferometry using $δ$-kicked and finite duration pulse-sequences
研究了一种利用原子光学$δ$ -反冲转子中的量子共振获得大的臂间动量差的原子干涉仪。干涉仪可以潜在地测量塔尔博特时间（从中可以推导出$h/m$）、局部引力场，或者可以用作窄速度滤波器。我们提出了一个短脉冲极限的解析分析，和有限脉冲持续时间的数值研究。干涉仪的灵敏度提高了一个温和的违反短脉冲限制。非常简单的关系预测的最佳脉冲持续时间，和干涉仪的灵敏度。
2019-06-27 physics.atom-ph quant-ph
Storage and retrieval of light pulses in atomic media with "slow" and "fast" light
我们提出的实验证据表明，光存储，即由原子样品的光脉冲的控制释放依赖于过去存在的写入脉冲，不限于小群速度介质，但也可以发生在负群速度介质。一个简单的物理图片适用于这两种情况和以前的光存储实验进行了讨论。
2005-06-28 physics.atom-ph quant-ph
Robust Atom Optics for Bragg Atom Interferometry
本文利用数值量子最优控制设计鲁棒布拉格脉冲，在噪声与原子云非均匀条件下显著提升LMT原子干涉序列的对比度并降低自发辐射损失。
2023-04-07 physics.atom-ph quant-ph
Two-photon pulse scattering spectroscopy for arrays of two-level atoms, coupled to the waveguide
本文从理论上研究了双光子脉冲在空间分离的二能级原子阵列与波导耦合系统中的散射。得到了散射脉冲的一般解析表达式。分析了该阵列的各种单本征态和双本征态的贡献。我们还计算了入射光子存储在阵列中的时间与其周期和原子数的依赖关系。最大的存储时间对应于具有反布拉格周期的结构，反布拉格周期等于原子共振频率$λ/4$处的光波长的四分之一。
2023-02-27 physics.optics quant-ph
Pulse analysis by delayed absorption from a coherently excited atom
在本教程中，我们简要回顾了阿秒脉冲表征技术，并对最近提出的称为延迟吸收脉冲分析（PANDA）的方法进行了教学说明[Pabst and Dahlström，Phys. Rev. A，94，13411（2016）]。我们讨论了在碱金属原子中使用主量子数波包或自旋轨道波包实现PANDA的可能性。PANDA方法的主要优点是，它可以用作脉冲表征方法，不受原子延迟效应的影响，例如散射相移和长寿命原子共振。最后，我们建议，结合PANDA方法与角分辨光电子探测应允许实验测量阿秒延迟的光电离从约束波包的顺序上的几十阿秒。
2018-11-22 physics.atom-ph quant-ph
Atom interferometry with coherent enhancement of Bragg pulse sequences
本研究实现基于布拉格跃迁序列的大动量转移光脉冲原子干涉仪，发现损耗相消干涉提升分束器效率，研究寄生干涉仪影响，实验验证相移增强并表征可见度损失。
2023-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Non-adiabatic Storage of Short Light Pulses in an Atom-Cavity System
我们演示了$5$ ns光脉冲在耦合到基于光纤的光学谐振腔的单个铷原子中的存储。我们的存储协议解决了一个制度超出了传统的绝热限制，并接近理论带宽限制。我们从我们的系统的数值模拟中提取最佳控制激光脉冲特性，并测量$(8.2\pm 0.6)~\%$的存储效率，与最大预期效率接近。这种良好控制和高带宽的原子-光子界面是未来混合量子网络的关键组成部分。
2019-09-19 physics.atom-ph quant-ph
Light-pulse atom interferometry with entangled atom-optical elements
针对光场量子特性导致原子干涉可见度下降的问题，本文证明利用所有光场间的纠缠可擦除原子路径信息并部分恢复可见度，突显了互补性的作用。
2024-01-23 physics.atom-ph quant-ph
Frequency response of an atomic resonance driven by weak free-electron-laser fluctuating pulses
最近的实验有关的弱SASE-FEL脉冲与原子和分子的相互作用的动机，我们调查的条件下，这种相互作用可以描述在一个简单的相位扩散模型的框架与去相关的原子场动力学。波动的性质，不可避免地存在于SASE-FEL脉冲中的去相关的成功发挥了关键作用。我们的分析是在软X射线制度与特定的最近的实验结果从FLASH。
2014-01-20 physics.atom-ph quant-ph
Mean-field Pulse Adaptation for the Circularization of Interacting Rydberg Atoms
Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心）；Institute for Theoretical Physics, University of Cologne（科隆大学理论物理研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文系）；OIST Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
本文提出平均场近似的有效模型，将非相互作用原子的优化脉冲适配至相互作用系统，实现大原子系统模拟，针对两个⁸⁷Rb原子的误差低于1%，弱至中等相互作用下适配脉冲性能与最优脉冲相当。
2026-07-31 physics.atom-ph quant-ph
Temporal Pulse Origins in Atom Interferometric Quantum Sensors
School of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学院）；Thales UK（泰雷兹英国）；Department of Physics, University of New Brunswick（新不伦瑞克大学物理系）
本研究提出时间脉冲起源概念，通过参数化脉冲的惯性相位响应，提高原子干涉量子传感器测量标度因子的稳定性和鲁棒性。
2025-10-02 physics.atom-ph quant-ph
Why momentum width matters for atom interferometry with Bragg pulses
我们从理论上考虑原子源的动量宽度对布拉格反射镜和分束器的效率的影响，更一般地说，对布拉格脉冲原子干涉仪的相位灵敏度。通过数值优化，我们发现原子云的动量宽度对布拉格反射镜脉冲的最大传输效率有一个基本的上限，并进一步限制了布拉格脉冲原子干涉仪的相位灵敏度。我们量化这些动量宽度的影响，并精确地计算反射镜的效率和干涉仪相位灵敏度如何变化的布拉格阶和源类型的函数。我们的研究结果和方法允许布拉格脉冲的有效优化和不同原子源的比较，并将有助于设计用于基于原子的惯性传感器的大型动量转移布拉格反射镜和分束器。
2011-12-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optimized Slice-Phase Control of Mirror Pulse in Cold-Atom Interferometry with Finite Response Time
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Wuhan Gravitation and Solid Earth Tides National Observation and Research Station（武汉重力与固体潮国家观测研究站）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
本研究通过自适应切片结构和量子最优控制方法，优化冷原子干涉仪的镜像脉冲，提升其在非均匀环境下的鲁棒性和效率。
2026-01-22 physics.atom-ph quant-ph
Excitation of two atoms by a propagating single photon pulse
利用含时Heisenberg-Langevin方法，研究了自由空间中两个二能级原子与量子化电磁场传播模的相互作用。对于单光子脉冲，我们考虑了脉冲的空间和时间分布对原子激发的影响。特别是，我们找到了理想的脉冲形状，使之在双原子系统的任何所需状态下都能精确地进行一次激发。此外，我们还分析了Fock态脉冲和相干态脉冲在原子动力学方面的差异。
2014-11-13 quant-ph
Stimulated emission of superradiant atoms in waveguide QED
本文研究了相干态光子脉冲诱导超辐射原子与波导耦合时的受激发射。我们给出了一个分析结果，当一个短的$π$脉冲入射时，原子发射的光子相干到输出脉冲，它仍然是一个相干态在短脉冲限制。以相位保持方式放大入射脉冲，其中在相位空间中几乎完全在相位方向上添加噪声。该特性改善了在对于足够短的脉冲进行放大之后的强度信噪比。这是不同于一般相位保持线性放大器的独特特征，在一般相位保持线性放大器中，信噪比在放大过程中恶化。我们还讨论了光子发射几率对脉冲参数，如脉冲面积和持续时间的依赖关系。
2022-03-14 physics.optics quant-ph
Spatial and Pulse Efficiency Constraints in Atom Interferometric Gravitational Wave Detectors
该研究针对原子干涉引力波探测器，分析菱形数、大动量转移脉冲数与喷泉高度间的权衡，提出最优配置及解析公式，指出脉冲效率不足导致灵敏度低于预期。
2025-09-10 physics.atom-ph quant-ph
Electric Rydberg-atom interferometery
对高主量子数里德堡态原子$n$实现了纵向Stern-Gerlach物质波干涉仪的电学模拟。实验是用$π/2$脉冲共振微波辐射在零电场下制备的$n=55$和$n=56$圆里德堡态相干叠加的He原子进行的。在施加$π$脉冲以反转内部状态之前，这些原子经受脉冲非均匀电场以产生动量态的叠加。然后再次施加相同的脉冲不均匀电场，以将运动态转换为具有相等的动量，然后再施加另一个$π/2$脉冲来询问最终的里德堡态布居。这种哈恩回波微波脉冲序列，穿插着一对等效的非均匀电场脉冲，产生了两个空间分离的物质波。当脉冲电场梯度的幅度被调整时，这些物质波之间的干扰被观察为最终里德堡态种群的振荡。
2019-07-02 physics.atom-ph quant-ph
Optimal control of mirror pulses for atom interferometry
原子物质波干涉技术要求反射镜和分束器脉冲对场强、磁环境、原子速度和塞曼子态的不均匀性具有鲁棒性。使用量子控制方法确定的脉冲形状通过允许更宽的原子分布、更大的干涉仪面积和更高的对比度来提供显著改善的干涉仪性能。我们已经应用梯度上升脉冲工程（GRAPE），以优化马赫-曾德尔光脉冲原子干涉仪的相位调制镜脉冲的设计，其目的是增加条纹对比度时，平均超过原子与实验相关的范围内的速度，光束强度，和塞曼状态。脉冲被发现是高度鲁棒的失谐和耦合强度的变化，并提供了一个明确的改进，在鲁棒性的最佳建立的复合脉冲。在$\sim 80\ μ$ K ${}^{85}$ Rb原子云中的峰值镜保真度被预测为与标准矩形$π$脉冲相比提高了2倍。
2018-04-19 quant-ph
Lattice-depth measurement using multi-pulse atom diffraction in and beyond the weakly diffracting limit
光晶格深度的精确知识对于原子物理学的许多领域是重要的，最显著的是在量子模拟、原子干涉测量和用于精确确定过渡矩阵元素中。在这样的实验中，晶格深度通常通过将超冷原子气体暴露于一系列非共振激光驻波脉冲来测量，并在一定数量的脉冲后通过飞行时间测量来拟合理论预测的每个允许动量状态中的原子比例。我们提出了一个完整的分析模型的最低动量状态的原子布居的时间演化，这是足够的“弱”晶格，以及数值模拟，将较高的动量状态相对较强和较弱的晶格。最后，我们考虑的情况下，初始气体被明确假定为在一个有限的温度。
2018-12-07 physics.atom-ph quant-ph
Density-matrix description of partially coherent spin-orbit wave packets produced in short-laser-pulse photodetachment
我们研究了F $^-$、Cl $^-$和Br $^-$阴离子短脉冲光分离产生的相干激发$j=3/2,1/2$精细结构流形中原子价层内的轨道排列动力学。利用Keldysh型理论，计算了几个周期脉冲产生的剩余原子的密度矩阵，它的元素决定了电子态的布居和相干性.我们的计算表明，原子的相干程度可以表示为一个近似的普适函数的脉冲宽度$\tildeτ_p$和原子系统的拍频周期$τ_{j'j}$之间的比率，它允许一个原子态中产生的相干性的特征。
2018-08-16 physics.atom-ph quant-ph
Magnus expansion method for two-level atom interacting with few-cycle pulse
利用四阶Magnus展开，得到了任意形状小脉冲面积激光脉冲驱动下二能级系统原子态的解析表达式。我们还确定了我们所得到的公式的限制，由于有限的范围内收敛的马格努斯级数。我们比较了我们的方法，最近开发的方法Rostovtsev等人（PRA 2009年，79，063833）的几个失谐。我们的分析表明，我们的技术的基础上的马格努斯展开可以作为一个补充的方法，在PRA 2009年。
2018-09-07 physics.optics quant-ph
Fast Pulses for High-Fidelity Circularization of Interacting Rydberg atoms
Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心）；Institute for Theoretical Physics, University of Cologne（科隆大学理论物理研究所）；Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France, CNRS, ENS-Université PSL, Sorbonne Université（卡斯特尔布罗塞尔实验室，法兰西学院，法国国家科学研究中心，巴黎文理研究大学，索邦大学）；Institut Universitaire de France（法兰西学院研究院）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文学系）
研究相互作用里德堡原子圆极化时，两原子相互作用干扰单原子脉冲效率，通过适应相关跃迁能量的偏移恢复效率，给出简单函数形式脉冲，结合算法可获高保真脉冲，为技术应用铺平道路。
2026-07-07 physics.atom-ph quant-ph
Pulser: An open-source package for the design of pulse sequences in programmable neutral-atom arrays
由数百个里德伯原子组成的可编程阵列最近使人们能够探索多体量子物理学中的非凡现象。此外，高保真量子门的发展使它们成为实现量子线路的有前途的体系结构。我们在这里介绍\textit{Pulser}，这是一个用于在脉冲级编程中性原子器件的开源Python库。Pulser的低级别特性使其成为数字和模拟设置中量子控制的通用框架。该库还包含用于研究和探索小型系统脉冲序列结果的仿真例程。
2022-01-12 quant-ph
Improving the phase response of an atom interferometer by means of temporal pulse shaping
从理论和实验上研究了原子干涉仪中光脉冲的时间整形对干涉仪相位响应的影响。我们表明，平滑的光脉冲形状允许拒绝高频相位波动（拉比频率以上），从而放宽了对驱动干涉仪的询问激光器的相位噪声或频率噪声的要求。光脉冲的形状也示出修改的比例因子的干涉仪，这必须考虑到在评估其精度预算。我们讨论了权衡操作时，选择一个特定的脉冲形状，考虑到相位噪声抑制，速度的选择性，并适用于大动量转移原子干涉。
2017-12-21 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Efficient atomization of cesium metal in solid helium by low energy (10 $μ$J) femtosecond pulses
固态和液态氦-4中的金属原子吸引了一些兴趣，要么是作为一种将原子保持在弱微扰矩阵中的方法，要么是将它们用作氦宿主介质的探针。用纳秒脉冲激光器的激光溅射是用于原子产生的最常用的方法，然而导致基质的实质性扰动。我们表明，一个更弱的扰动，可以通过使用飞秒激光脉冲的能量低至10 $μ$ J。作为一个意想不到的好处，产生的原子密度高得多。
2009-08-27 cond-mat.other physics.atm-clus physics.atom-ph
Shaping quantum pulses of light via coherent atomic memory
我们描述了一种用于产生具有可控光子数、传播方向、定时和脉冲形状的光脉冲的技术。该技术基于在具有所需数量的原子自旋激发的状态下制备原子系综，该原子系综随后被转换成光子脉冲。通过利用光子态的长寿命相干记忆和光密原子介质中的电磁诱导透明（EIT）来实现对脉冲的时空控制。利用光子计数实验，我们观察到少光子亚泊松光脉冲的产生和整形。我们讨论了利用这种技术控制产生高纯度n光子Fock态的前景。
2004-06-14 quant-ph
State-dependent atomic excitation by multi-photon pulses propagating along two spatial modes
本文研究了单个二能级原子与两个空间模（左、右）和频率连续波脉冲相互作用的动力学。利用Heisenberg运动方程，给出了Fock态和相干态两个空间模多光子脉冲激发原子的显式解析推导和一般形式.在此基础上，我们证明了单光子Fock态脉冲对原子的理想激发只有在偶模--两个空间模的平衡叠加态--呈指数上升时才能实现。单空间模的单光子激发只能给出原子最大激发几率的一半。我们还发现，在偶模多光子脉冲作用下，相干态原子的最大激发几率是平均光子数的单调函数，而Fock态原子的最大激发几率不是平均光子数的单调函数。此外，我们证明了原子动力学可以由两个反向传播的相干态脉冲之间的相对相位入射到原子上，这是不是两个Fock态脉冲的情况下控制。
2012-04-24 quant-ph
Adiabatic pulse propagation in coherent atomic media with the tripod level configuration
研究了振幅随时间变化的三分量共振光脉冲在三脚架能级原子介质中的传输问题。通过分析和数值计算，我们找到了保形脉冲的两种传播模式。脉冲的传播速度被发现是要么等于光速或显着减慢，这取决于一个特定的传播模式。
2004-07-22 quant-ph
Analytic solution and pulse area theorem for three-level atoms
本文给出了一个三能级原子在任意含时电磁脉冲驱动下的解析解。特别是，我们考虑远失谐驱动脉冲，并显示出我们的分析结果和数值模拟之间的良好匹配。我们利用我们的解导出了三能级$V$和$Λ$系统的脉冲面积定理，而不作旋波近似。作为能量守恒定律，这个脉冲面积定理提供了一个简单的图片脉冲通过一个三能级介质的传播。
2018-12-13 quant-ph
Trapping of light pulses in ensembles of stationary Lambda atoms
本文对由静止原子组成的介质中的驻波电磁感应透明产生静止光脉冲进行了详细的理论描述。我们表明，相反的热气体介质，可实现的存储时间是有限的，仅由原子的基态退相速率，使这种介质非常适合存储脉冲之间的非线性光学相互作用。此外，我们发现这两种类型的媒体，这是重要的量子信息处理方案，涉及平稳的光脉冲之间的显着的定量和定性的差异。
2007-01-18 quant-ph
Two-Pulse Atomic Coherent Control (2PACC) Spectroscopy of Eley-Rideal Reactions. An Application of an Atom Laser
提出了原子激光的光谱应用。被称为2PACC的光谱学利用来自双脉冲原子激光的物质波的相干性质。这些波用于控制气体表面化学复合反应。该方法被证明为氢或碱原子激光脉冲的Eley-Rideal反应，其中表面目标是吸附的氢原子。反应产生氢或碱金属氢化物分子。解吸附的气相分子产率和它的内部状态被证明是由两个原子激光脉冲之间的时间和相位延迟控制。计算是基于非绝热框架下求解含时薛定谔方程。作为预测的2PACC信号的解吸概率已经被计算为脉冲参数的函数。
2003-01-24 physics.chem-ph quant-ph
Broadband laser cooling of trapped atoms with ultrafast pulses
利用锁模激光器产生的超快脉冲演示了射频阱中原子离子的宽带激光冷却。单离子的温度是通过观察离子在已知的谐波阱势中的时间平均图像的大小来测量的。虽然观察到的最低温度只有大约1 K，但这种方法有效地冷却了非常热的原子，并且可以充分地定位被捕获的原子，以产生接近衍射极限的原子图像。
2005-07-07 quant-ph
Coherent processing of a light pulse stored in a medium of four-level atoms
结果表明，在四能级原子系统中，光的存储特性可以通过在存储阶段存在的附加控制相互作用来改变。通过选择这种相互作用的脉冲区域，可以特别地在光被释放到其中的两个通道之间连续切换。
2002-10-23 quant-ph
Stationary light pulses in ultra cold atomic gasses
我们提出了一个理论处理的电磁感应透明和光存储使用驻波耦合场在介质中的原子组成的静态，如超冷原子气体或固态介质。我们表明，它是可能的，以创建一个稳定的光脉冲，有一个定性的不同的行为比在热气体介质的情况下，提供更大的潜力量子信息处理应用。
2006-11-07 quant-ph
Coherent generation of EPR-entangled light pulses mediated by a single trapped atom
我们表明，一个单一的，被困，激光驱动的原子在一个高精细光学腔允许量子相干产生的纠缠光脉冲的需求。提出了用于产生同时和时间上分离的脉冲对的方案。激光激发对冷原子量子运动的力学效应分别介导了两个腔模之间和两个后续脉冲之间的纠缠相互作用。纠缠是EPR型的，其程度可以通过外部参数来控制。在产生过程的最后，原子与光场解相关。可能的实验实施的建议进行了讨论。
2005-12-23 quant-ph
Rydberg Atoms Ionisation by Microwave Field and Electromagnetic Pulses
本文提出了电磁脉冲和微波场作用下里德伯原子电离的简单理论。该分析是基于尺度变换，减少了参数的数量，并揭示了功能的依赖关系的过程。结果表明，观测到的里德伯原子在亚皮秒电磁脉冲作用下的电离具有经典尺度。电离里德堡态所需的阈值电场可以简单地在量子动力学的光子基础方法中或从多光子电离理论中进行评估。
1995-04-10 quant-ph
Phase shift in atom interferometers: corrections for non-quadratic potentials and finite-duration laser pulses
考虑到光脉冲的有限持续时间和在较强的均匀引力场中加入小扰动势的影响，我们导出了原子干涉仪在引力场中的相移表达式，推广了矩形脉冲和至多二次势的已知结果.这些改进是正确分析当今高分辨率干涉仪所必需的。
2018-12-31 quant-ph
Gravitational properties of light - The emission of counter-propagating laser pulses from an atom
激光脉冲的引力场虽然目前还无法探测到，但它有一个奇特的特征，一直吸引着人们的注意力;原因和结果以光速传播。这一特征的一个特殊结果是，发射激光脉冲的引力场和发射器的能量-动量变化的引力效应紧密纠缠。在这篇文章中，一个发射过程的具体例子被认为是一个原子，作为一个质点，发射两个反向传播的脉冲。讨论了相应的曲率以及对有质量和无质量试验粒子的影响。比较与度量对应的球对称的大质量物体，各向同性发射辐射-Vaidya度规。
2016-10-14 gr-qc physics.optics quant-ph
Long-lived entanglement with Pulsed-driven initially entangled qubit pair
研究了在矩形和指数形激光脉冲作用下，不同初始纠缠量子比特对的纠缠特性。对于矩形脉冲，失谐量可以保护纠缠不退化，并控制纠缠的上下界。结果表明，当两个粒子都被激发时，纠缠的上界减小，而当只有一个粒子被激发时，纠缠的下界要好得多。当初始时间较小时，系统中出现纠缠退化、突然死亡和再生等现象.在矩形脉冲的作用下，出现了不同程度的长寿命纠缠行为.然而，在指数脉冲的情况下，我们得到一个不变的长寿命纠缠.对于组合情况（矩形$+$指数），我们证明了通过增加矩形脉冲区域的强度和降低指数脉冲的拉比频率可以产生一个小变量的长寿命纠缠.
2013-11-12 quant-ph
Simultaneous Trapping of Two Optical Pulses in an Atomic Ensemble as Stationary Light Pulses
稳态光脉冲是指由两个反向传播的驱动场在原子系综中产生的零群速度光脉冲。尽管光脉冲在没有腔的原子介质中被捕获的独特性，但由于严格的SLP相位匹配条件，迄今为止对SLP的观测仅限于捕获单个光脉冲，这严重阻碍了基于SLP的应用的发展。在本文中，我们首先从理论上表明，SLP过程实际上支持两个相位匹配的条件，然后我们利用实验结果证明同时SLP捕获的持续时间从0.8 $μ$ s到2.0 $μ$ s的两个光脉冲。通过从SLP捕获状态的释放效率测量获得的特征耗散时间为1.22 $μ$ s，其对应于$2.9\times 10^9$的有效Q因子。我们的工作有望在光子-光子相互作用、空间多模相干量子存储、奇异光子气体态的产生等方面带来有趣的应用。
2022-08-24 quant-ph
Generation of entanglement in a system of two dipole-interacting atoms by means of laser pulses
研究了利用激光场在两个具有偶极相互作用的全同二能级原子间产生纠缠的有效性。这种纠缠是通过用一个精心设计的激光脉冲驱动系统来实现的，该激光脉冲将系统的布居转移到一个最大纠缠的Dicke态，其方式类似于二能级原子中由共振$π$脉冲引起的布居反转。结果表明，对于最佳选择的脉冲频率，功率和持续时间，产生的最大纠缠态的保真度接近单位原子之间的距离为零。
1999-11-06 quant-ph
Time-separated entangled light pulses from a single-atom emitter
在一个单一的，被捕获的，激光驱动的原子和高精细光学腔的模式之间的受控相互作用允许产生时间上分离的，纠缠的光脉冲。脉冲的光子数波动之间的纠缠是通过原子质心运动产生和介导的，原子质心运动通过原子-光子相互作用的机械效应与光接口。通过量子噪声分析，我们确定了表征纠缠的相关矩阵，作为系统参数的函数。该方案在实验可达的参数范围内是可行的。它可以很容易地扩展到产生不同频率的纠缠脉冲，甚至是在非常不同的波长。
2008-02-23 quant-ph
Requirements for fault-tolerant quantum computation with cavity-QED-based atom-atom gates mediated by a photon with a finite pulse length
分析了基于有限脉冲光子的腔量子电动力学（cQED）的原子-原子门容错量子计算的要求。对于短光子脉冲，从cQED系统反射的脉冲的扭曲形状是严重的误差源。我们优化cQED系统参数，以最小化由于形状失真和光子损失造成的不保真度，以平衡的方式用于使用概率门的容错方案[H. Goto和K。Ichimura，Phys.Rev.A80，040303（R）（2009）]。与传统的只考虑光子损失而不考虑形状畸变的优化方法相比，我们的优化方法在某些参数区域大大放宽了对容错量子计算的要求[H. Goto和K。Ichimura，Phys.Rev.A82，032311（2010）]。最后，我们表明，减少腔的长度是一个有效的方法来减少这种类型的门在短光子脉冲的情况下的错误。
2021-10-08 quant-ph
Cavity-QED of a leaky planar resonator coupled to an atom and an input single-photon pulse
与原子在自由空间中的演化受与周围电磁真空的多模相互作用的控制不同，腔-QED系统的演化可以仅用三个参数来表征：（i）原子-腔耦合强度g，（ii）腔弛豫速率κ，和（iii）原子衰减到非腔模的速率γ。在原子插入到具有从外部耦合的输入光束的平面谐振器中的情况下，Koshino [Phys.Rev.A73，053814（2006）]已经表明，这三个参数不仅由原子和腔特性确定，而且还由输入脉冲的空间分布确定。通过从头算方法，我们推广了Koshino的框架，确定了原子、平面（漏）腔和单光子脉冲耦合系统的腔QED参数随脉冲横向分布和腔长的变化关系.我们证实，通过适当调整脉冲的横向轮廓可以抑制原子衰变率。这种对原子衰变的主动抑制为在平面谐振器内长期存储原子量子比特的高效量子存储器开辟了一条有吸引力的途径。
2013-09-23 quant-ph
Frequency Measurement with Superradiant Pulses of Incoherently Pumped Calcium Atoms: Role of Quantum Measurement Backaction
最近的一个实验演示了基于外差检测的频率测量与超辐射脉冲从相干泵浦锶原子在光晶格时钟系统，而另一个实验分析了统计的超辐射脉冲从非相干泵浦钙原子在一个类似的系统。在这篇文章中，我们提出了对钙原子的超辐射脉冲进行外差探测，并从理论上分析了相应的原子系综动力学，包括集体自旋矢量的旋转和超辐射Dicke态之间的非相干量子跃迁。我们研究了量子测量反作用对发射场和集体自旋矢量动力学的影响，并证明了它在频率测量的建模中起着至关重要的作用。我们发展了一个随机平均场论，它也适用于模型频率测量与稳态超辐射信号，并探讨原子系综动力学中的量子测量效应。
2022-12-02 quant-ph
