Optimal probabilistic storage and retrieval of unitary channels
我们解决的问题的量子存储器存储的量子动力学。特别是,我们设计了一个最佳的协议,$N\to 1$概率存储和检索的酉信道的$d$维量子系统。如果我们只能访问未知的酉门$N$ -次,则其单次使用的完美检索的最佳成功概率是$N/(N-1+d^2)$。导出的存储器系统的大小指数地提高了概率可编程量子处理器所需的程序寄存器的大小的已知上限。我们的研究结果与概率性的参考系完全对准和概率性的基于端口的隐形传态密切相关。
2018-09-12 quant-ph
Optimal control of light pulse storage and retrieval
我们实验证明了一个程序,以获得最高效率的光脉冲在原子介质中的存储和检索。该程序使用时间反转,以获得最佳的输入信号脉冲形状。实验结果在温暖的Rb蒸汽与理论预测吻合得很好,并证明了显着提高效率。这种优化过程适用于广泛的系统。
2007-02-28 quant-ph
Highly efficient microwave storage and retrieval using a superconducting chiral $Λ$-type molecule
National Central University(国立中央大学);National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心)
研究基于超导人工手性分子的高效宽带微波存储与检索方案,通过优化参数耦合,在100MHz带宽内实现近100%存储效率与保真度,为实现与宽带量子网络兼容的微波量子存储器提供可行途径。
2026-07-15 quant-ph
Storage and Retrieval of a Microwave Field in a Spin Ensemble
我们报道了从超导共振器中将微波场存储到自旋系综的集体激发中。自旋是金刚石晶体中的氮空位中心。的顺序为30纳秒的存储时间是有限的非均匀加宽的自旋系综。
2011-09-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Storage and Retrieval of a Squeezed Vacuum
利用电磁感应透明性成功地证明了压缩真空的存储和恢复。利用强控制光,将930 ns的压缩真空脉冲以相干态入射到激光冷却的~(87)Rb原子上。当压缩真空脉冲在冷原子中被减速和空间压缩时,控制光被关闭。在3us的存储之后,再次打开控制光并且恢复压缩真空,如使用时域零差方法所确认的。
2008-01-27 quant-ph
Storage and retrieval of ultrafast single photons using a room-temperature diamond quantum memory
我们报告的存储和检索的单光子,通过量子存储器,在室温下散装金刚石的光学声子。太赫兹带宽预示的光子产生的自发参数下转换和映射到声子通过拉曼跃迁,存储一个可变的延迟,并按需释放。存储器输出的二阶相关性为$g^{(2)}(0) = 0.65 \pm 0.07$,表明在整个存储和检索过程中保留了非经典光子统计。该存储器具有低噪声、高速和广泛可调的特点,因此有望成为局部量子处理应用的多功能光物质接口。
2014-09-11 quant-ph
Phase Locked Photon Echoes for Near-Perfect Retrieval Efficiency and Extended Storage Time
光在原子集体系综中的量子存储在量子信息处理中起着重要的作用。量子存储器由量子中继器和量子纠缠交换组成,是近年来研究的热点。传统的光子回波受到光学相位衰减过程限制的极低的检索效率和短的存储时间的限制。在这里,我们报告了一个存储时间延长的近完美的光子回波协议,通过一个辅助的自旋状态,相位锁定方法作为一个有条件的停止器的重定相过程中的存储时间延长的自旋移相过程中确定的。我们实验证明了拟议的相位锁定光子回波协议在Pr3+掺杂Y2SiO5在准相位共轭计划,其中相位共轭提供了重要的好处,处理量子图像时的像差校正。
2009-11-22 quant-ph
Storage and retrieval of nonclassical photon pairs and conditional single photons generated by parametric down-conversion process
存储和检索的参数下转换(PDC)光子的电磁感应透明(EIT)证明。对宽带PDC光的THz级进行了极频滤波,使光的频率带宽降低到MHz级。存储和检索程序进行频率滤波的PDC光子。由于滤波带宽[半高全宽(FWHM)= 9MHz]在EIT窗口(FWHM = 12.6MHz)内,因此成功地存储和检索PDC光的通量。利用光子计数方法证明了恢复光的非经典性,并引入了仅对经典光场满足的经典不等式。由于PDC光子可以有条件地用于产生单光子态,因此也对有条件的单光子执行存储和检索过程。用于检验单光子态性质的反相关参数值小于1,表明所提取的光处于非经典区域。
2009-02-03 quant-ph
Light Qubit Storage and Retrieval using Macroscopic Atomic Ensembles
我们提出了一个实验上可行的协议,在原子量子存储器中的任意光态的完全存储和检索使用良好的法拉第光与物质之间的相互作用。我们的协议依赖于一个单一的光脉冲通过原子系综的多个通道,而没有不切实际的要求公里长的延迟线之间的通道。此外,我们引入了一个依赖于时间的相互作用强度,使存储和检索的状态与任意脉冲形状。在没有压缩或纠缠初态的情况下,保真度指数地接近单位,如光子量子比特的显式计算所示。
2005-09-30 quant-ph
Qumode-Based Quantum Image Storage with Entropy-Guided Frame Indexing and Fidelity-Preserved Retrieval
本文提出一种基于连续变量光子系统与qumode的量子图像存储框架,利用delta演化机制和冯·诺依曼熵引导帧索引实现高效存储与可扩展检索,并通过Strawberry Fields仿真验证了保真度保持特性。
2025-07-04 quant-ph
Cavity magnomechanical storage and retrieval of quantum states
我们展示了如何在微波腔模式中的量子态可以通过磁振子的中间模式转移到声子模式中并存储。为此,我们考虑一个亚铁磁性钇铁石榴石(YIG)球插入在微波腔中,其中的微波和磁振子模式耦合通过磁偶极子相互作用和磁振子和声子模式在YIG球耦合通过磁致伸缩力。通过及时调制腔和磁振子失谐以及磁振子模式的驱动,在腔模式和声子模式之间的类似受激拉曼绝热通道(STIRAP)的相干转移成为可能。声子模可以用来长时间存储光子量子态,因为它具有比光子和磁振子模更低的阻尼。因此,我们提出的方案提供了一种可能性,使用磁力学系统作为量子存储器的光子量子信息。
2021-04-26 physics.optics 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
On-Demand Storage and Retrieval of Microwave Photons Using a Superconducting Multiresonator Quantum Memory
一种能够忠实地存储量子态并根据需要恢复量子态的量子存储器在量子信息科学中有着广泛的应用。与基于超导量子线路的量子处理器一起工作的微波区域中的高效量子存储器可以作为量子计算机的重要架构。在这里,我们实现了按需存储和检索弱相干微波光子脉冲在单光子水平。我们实现了一个超导多谐振腔量子存储器,它是由一组频率可调的共面传输线(CPW)谐振器。通过动态调谐谐振器的谐振频率,我们实现了从10 MHz到55 MHz的可调存储器带宽,整体存储效率高达12%,并保持良好的相位相干性。我们进一步展示了按需存储和检索的时间仓飞行量子位。这一结果为我们将基于芯片的量子存储器与最先进的超导量子线路技术结合起来进行量子信息处理开辟了前景。
2021-11-10 quant-ph
Storage and retrieval of optical skyrmions with topological characteristics
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Huzhou University(湖州学院);Hiroshima University(广岛大学)
研究通过双路径电磁诱导透明记忆在冷 rubidium 氓中存储和检索光学Skyrmion,证明其拓扑数在存储时间达数微秒时保持不变,为拓扑保护光子技术奠定基础。
2025-12-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optimal light storage with full pulse shape control
我们实验证明最佳的存储和检索的任意形状的光脉冲的原子系综。通过成形辅助控制脉冲,我们获得接近基本极限的效率,并实现精确检索到任何预定的时间轮廓。我们的技术,证明在温暖的Rb蒸气,适用于广泛的系统和协议。作为一个例子,我们提出了他们的潜在应用创建光学时间仓量子比特和控制部分检索。
2008-05-14 quant-ph
Storage and retrieval of continuous-variable polarization-entangled cluster states in atomic ensembles
我们提出了一个利用磁场中的宏观原子系综来存储和恢复一个连续变量的四体极化纠缠团簇态的方案。原子自旋的拉莫尔旋进导致原子正则算符之间的对称性。在该方案中,四个空间分离的脉冲中的每一个通过各自的系综两次,以将偏振纠缠的簇态映射到长寿命的原子系综上。然后,可以通过另外四个读出脉冲来检索存储的状态,每个读出脉冲与相应的系综交叉两次。通过计算方差,分析了存储和检索的可行性,在实际实验条件下,我们的方案是可行的。
2011-08-25 quant-ph
Prospects for storage and retrieval of a quantum dot single photon in an ultracold $^{87}$Rb ensemble
外延生长的量子点(QD)是光的非经典态,如单光子和纠缠光子的有前途的来源。然而,为了将它们用作长距离量子通信、分布式量子计算或线性光学量子计算的资源,这些光子必须有效地耦合到作为量子中继器网络的一部分的长寿命量子存储器。在这里,我们从理论上研究了在多能级原子系统中有效存储和检索具有1 ns寿命的量子点产生的单光子的前景。我们计算使用实验证明的光学深度为150,存储(总)效率可以超过46%(28%),在一个密集的,超冷的合奏$^{87}$ Rb原子。此外,我们发现,存储和检索所需的最佳控制脉冲可以使用二极管激光器和电光调制器,而不是锁模,脉冲激光源。增加光学深度,例如通过使用玻色凝聚系综或光学腔,可以将效率增加到接近1。除了能够实现基于QD的高速量子网络之外,原子系综和QD之间的这种有效的光学界面还可以导致原子的集体自旋波激发与量子点中限制的电子或空穴的自旋之间的纠缠。
2013-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Storage and retrieval of microwave fields at the single-photon level in a spin ensemble
我们报道了在单光子水平上,微波脉冲在由$10^{10}$ NV中心耦合到超导LC谐振器的金刚石晶体中的自旋系综存储器中的存储。随后通过自旋回波技术取回$100\, μ\mathrm{s}$的信号的能量达到由自旋吸收的能量的$0.3\%$,并且通过模拟定量地说明该存储效率。这个品质因数足以设想超导量子位的量子存储器的第一个实现。
2015-04-09 quant-ph
Wavelength convertible quantum memory satisfying ultralong photon storage and near perfect retrieval efficiency
研究了自旋态非均匀展宽的双λ型固体系综中波长可转换量子存储器的量子相干性控制。与自旋衰减均匀的典型原子介质不同,自旋非均匀加宽的固体系综需要在量子相干性控制中进行反直觉的访问,以避免自发发射引起的量子噪声。固体系综中的这种量子相干性控制导致接近完美的恢复效率,并且适用于高达自旋相位弛豫时间的超长光子存储。在这里,反直观的量子相干性控制的基本物理不仅为双光子(拉曼)相干瞬态,但也为一个详细的相干转移机制,导致频率上/下转换。这项工作揭示了量子光学存储器的潜在应用,满足无噪声,近乎完美,超长和多模光子存储,其中量子中继器,可扩展纠缠量子比特和磁力测量将是即将到来的受益者。
2018-02-20 quant-ph
Quantum Storage and Retrieval of Light by Sweeping the Atomic Frequency
我们提出了一种基于动态改变二能级原子系综共振频率的量子存储方案。通过以绝热方式扫描原子频率,光子可逆地转换成原子相干态。我们提出了一种极化激子描述这种类型的存储,它与基于电磁感应透明(EIT)的量子存储器有一些相似之处。另一方面,由于脉冲在介质中经历的有效空间梯度,所提出的存储器还与梯度回波存储器(GEM)相关联。我们讨论了一种可能的实现该协议的空芯光子晶体光纤。
2013-04-11 quant-ph
Generation and delayed retrieval of spatially multimode Raman scattering in warm rubidium vapors
我们应用集体拉曼散射在温暖的铷-87蒸气中产生,存储和检索空间多模光。光在自发斯托克斯散射过程中产生。这伴随着在原子系综中产生对应的集体激发--自旋波。在一定的存储时间后,我们相干地将自旋波转换为确定性反斯托克斯散射中的光。整个过程可以看作是延迟的四波混频,它产生成对的相关的、延迟的随机图像。由于使用了缓冲气体,可以存储高达微秒的高阶空间模式。我们研究了铷原子在不同缓冲气体中的拉曼散射、集体激发的存储和恢复特性,着重研究了空间效应以及铷原子扩散引起的退相干的影响。我们通过分析远场散射光部分之间强度波动的统计相关性来量化创建和检索的模式数量。
2014-05-17 physics.optics quant-ph
From Storage and Retrieval of Pulses to Adiabatons
研究了在$Λ$型均匀冷原子介质中存储和提取强探测脉冲的可能性。通过数值模拟,我们表明,它是可能的存储和检索的探测脉冲,不一定是弱的。随着探测脉冲的强度增加,恢复的脉冲仍然是原始脉冲的复制品,但是存在强度的总体加宽和损失。这些效应可以根据吸收对探针强度的依赖性来理解。我们包括控制场的动态,这变得特别重要的探测脉冲的强度增加。我们使用的理论的双原子[格罗贝{ \it等人}。物理修订信函{ \bf 73},3183(1994)]来理解中等功率下光脉冲的存储和检索。
2002-09-17 quant-ph
Deterministic Storage and Retrieval of Telecom Quantum Dot Photons Interfaced with an Atomic Quantum Memory
固态单光子源和原子量子存储器的混合接口是光子量子技术的一个长期追求的目标。在这里,我们展示了确定性的存储和检索的光子从半导体量子点在原子系综量子存储器在电信波长。我们将来自InAs量子点的单光子存储在高带宽的基于铷蒸气的量子存储器中,总的内部存储效率为$(12.9 \pm 0.4) \%$。回收光子的信噪比为$18.2\pm 0.6$,仅受探测器暗计数的限制。这一演示为依赖分布式纠缠的量子技术铺平了道路,特别适合于光子量子网络。
2023-03-07 quant-ph
Probabilistic storage and retrieval of qubit phase gates
酉量子动力学的概率存储和检索(PSR)是可能的,相对于用作量子存储器的系统数量,故障概率呈指数级小[PRL 122,170502(2019)]。在这里,我们研究的改进,由于先验知识的酉变换存储。特别地,我们研究了量子比特相位门的$N \rightarrow 1$ PSR,即量子比特旋转一个未知角度的圆形$Z$轴,并表明,如果我们访问的门只有$N$ -次,其单次使用的最佳概率是$N/(N+1)$。我们提出了一个量子线路实现的最佳协议,并表明,可编程相位门[PRL 88,047905(2002)]可以变成$(2^k-1)\rightarrow 1$相位门的最佳PSR,只需要$k$ CNOT门,而在$k$指数小的故障概率。
2020-08-21 quant-ph
Storage and retrieval of photons under their mutual interaction in Rydberg medium
在相干制备的里德伯原子系综中,在相邻位置处停止和再生一对单光子脉冲受到里德伯激发介导的有效相互作用的显著影响,并且类似的过程可以明显不同于表现出常见的里德伯阻塞的过程,如多光子光束在同一介质中的平稳传播。基于完整的动力学,我们揭示了详细的功能,在这样的过程中,通过发现如何在不同的情况下所涉及的量子场的轮廓演变。这些发现有助于确定实现光子门和晶体管的适当机制。此外,我们讨论了与快速变化的控制字段的非绝热校正,并说明了一种方法,恢复光子脉冲的原始振幅在其检索,除非他们在存储前严重阻尼。
2015-08-06 quant-ph
Storage and retrieval of two unknown unitary channels
研究将$n$次未知酉变换转化为量子态存储并检索的任务,针对两等概率酉变换,证明最优存储为顺序应用并生成最优区分态,非相干检索实现最大保真度,成功概率呈二次方提升,并通过光学实验验证了协议优势。
2025-11-05 quant-ph
Theory of storage and retrieval of intense-broadband pulses at room temperature: analytical and numerical solutions
我们分析了在$Λ$结构中加入多普勒展宽和失谐效应的强宽带脉冲的存储和恢复。我们通过逆散射技术计算解析解,并显示如何将信号场转移到原子介质中的自旋波,然后通过控制脉冲的相互作用进行检索。由于脉冲的强度,脉冲区域(如自诱导透明所定义的)在相互作用中起着关键作用,因为它决定了介质内自旋波的位置。此外,我们比较我们的结果,考虑有限长度的脉冲和自发发射的影响,非理想条件。
2016-10-25 nlin.PS quant-ph
Storage and retrieval of heralded telecommunication-wavelength photons using a solid-state waveguide quantum memory
大规模量子网络将使用波长相同的光子,通过光纤通道在远程测量、存储和处理节点之间交换量子信息。与双波长光子兼容的量子存储器是构建这种量子网络的关键要素。在这里,我们展示了使用固态波导量子存储器的存储和检索预示着1532 nm波长的光子。预示的光子是来自光子对源,是基于参数下转换,和我们的量子存储器是基于6 GHz带宽的原子频率梳使用低温冷却的掺铒锂铌酸盐波导的非均匀加宽的吸收线制备。使用不同的磁场下的持续光谱烧孔,我们确定的存储器是由人口转移到铌和锂核自旋水平。尽管存储时间和效率有限,但我们的演示代表了在电信频段运行的量子网络和使用行业标准晶体开发片上量子技术的重要一步。
2018-04-16 quant-ph
Storage and retrieval of single photons transmitted between remote quantum memories
基本量子网络操作涉及将量子比特状态存储在原子量子存储器节点中,然后通过单光子激发将信息检索并传输到远程量子存储器节点以进行进一步存储或分析。因此,量子网络操作的实现以实现这种物质到光和/或光到物质量子态映射的能力为条件。在这里,我们报告了使用两个远程原子系综生成、传输、存储和检索单个量子的情况。通过Duan、Lukin、Cirac和Zoller(DLCZ)的协议[Nature v.414,413(2001)],从A点的冷原子系综产生单个光子,并通过100米长的光纤将其导向B点。光子经由Fleischhauer和Lukin的暗态极化激元方法转换成单个集体激发[Phys. Rev. Lett. 84,5094(2000)]。在可编程的存储时间之后,原子激发被转换回单个光子。对于500纳秒的存储时间,通过测量λ关系参数α,实验证明了这一点。通过强度互相关测量观察到超过十微秒的存储时间。存储周期的长度比实现光子和原子量子之间的转换的时间长两个数量级。远程量子存储器之间的单量子受控传输是迈向分布式量子网络的重要一步。
2005-11-02 quant-ph
On-demand storage and retrieval of single photons from a semiconductor quantum dot in a room-temperature atomic vapor memory
本研究实现了半导体量子点单光子在室温原子蒸气存储器中的按需存储与读取,通过控制光子与原子蒸气相互作用,达到19.8 ns的读取时间和0.6%的内部效率,拓展了量子网络应用。
2025-01-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum memories with electrically controlled storage and retrieval in an opto- and electro-mechanical cavity
提出了一种在光机电腔中实现电控量子存储器的新方案。将这种OEM腔与电磁感应透明(EIT)机制相结合,我们发现由$Λ$型三能级原子系综的两个光跃迁所产生的量子干涉是可以电操纵的。数值计算表明,通过发送一个电流脉冲,探测光子态可以很好地存储到原子自旋态中,而通过发送另一个方向相反的电流脉冲,探测光子态可以以时间反对称的方式被恢复。电控制量子干涉有望应用于其他量子控制方面。
2013-09-12 quant-ph
Light Storage and Retrieval in an Atomic Tripod System
本文实验演示了基于$^{87}$Rb原子三脚架系统的光存储与读取协议,通过控制存储时间、相位和磁场调控自旋波干涉,展示其优于$\Lambda$系统的丰富动力学特性,为量子信息处理提供新方案。
2025-08-13 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Advantage in Storage and Retrieval of Isometry Channels
The University of Tokyo(东京大学);Ritsumeikan University(立命馆大学)
本文研究等距信道的存储与检索任务,证明经典策略次优,并提出基于端口式隐形传态的量子策略,在查询复杂度上实现二次改进。
2026-04-17 quant-ph
Probabilistic Storage and Retrieval of Quantum Superchannels for "Retrospective" Intervention
The University of Tokyo(东京大学);Ritsumeikan University(立命馆大学);Trans-scale Quantum Science Institute, The University of Tokyo(东京大学跨尺度量子科学研究所)
本文研究量子超信道的概率存储与检索(pSAR),提出部分隐形传态和阶梯回针两种协议,实现未知酉超信道的精确检索与回顾性干预功能。
2026-09-30 quant-ph
Quantum Private Information Retrieval from Coded Storage Systems
本文针对查询与存储为经典、服务器响应为量子的QPIR场景,结合经典PIR协议与量子通信算法,提出适用于编码存储的QPIR协议,证明其通信开销低于经典方案。
2023-12-10 cs.IR quant-ph
Coherent-State Storage and Retrieval Between Superconducting Cavities Using Parametric Frequency Conversion
在超导量子信息中,加工的铝超导腔已被证明是用于诸如量子比特的量子线路的良好控制的、低耗散的电磁环境。它们可以具有大的内部品质因数,$Q_{int}>10^8$,并呈现出存储量子信息的时间远远超过微制造电路的可能性。然而,为了用作存储元件,这些腔需要快速的“读/写”机制-换句话说,它们需要其他感兴趣的系统之间的可调谐耦合,例如其他腔模式和量子位,以及任何相关的读出硬件。在这项工作中,我们证明了这些品质在一个简单的双腔架构中,低Q值的“读出”模式参数耦合到高Q值的“存储”模式,使我们能够存储和检索经典信息。具体来说,我们采用了一个磁通驱动的约瑟夫森结为基础的耦合方案,可控地交换两个腔之间的相干态,展示了完整的,有序的控制模式之间的耦合率。
2015-03-09 quant-ph
Multi-mode storage and retrieval of microwave fields in a spin ensemble
微波频率下的量子存储器能够长时间存储多个超导量子比特的状态,是量子信息处理的关键元件。电子和核自旋是存储介质的自然候选者,因为它们的相干时间可以远高于一秒。受益于这些长的相干时间需要应用磁共振中使用的重聚焦技术,这是混合量子线路的主要挑战。在这里,我们报告了这样一个计划的第一个实施方案,在与超导量子比特技术兼容的设置中,使用金刚石中的氮空位(NV)中心耦合到超导谐振器的合奏。我们实现了主动复位的NV自旋到他们的基态的光泵和哈恩回波序列的重新聚焦。这使得多个微波脉冲的存储在微微瓦的水平和检索后,高达$35 μ$ s,三个数量级的改进相比,以前的实验。
2014-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Storage and retrieval of von Neumann measurements
这项工作探讨了学习一个未知的冯诺依曼测量尺寸$d$从有限数量的副本的问题。为了获得给定测量的忠实近似值,我们允许使用它$N$次。我们的主要目标是估计一般$N \rightarrow 1$学习方案的平均保真度函数$F_d$的最大值的渐近行为。我们证明了对于任意但固定维数的$d$,$F_d = 1 - Θ\left(\frac{1}{N^2}\right)$.除此之外,我们还比较了$d=2$的各种学习方案。我们观察到,基于确定性端口的隐形传态的学习方案是渐近最优的,但表现不佳的低$N$。特别是,我们发现了一种并行学习方案,尽管它缺乏渐近最优性,但它为$N$的低值提供了很高的保真度,并且只使用两个量子比特的纠缠记忆状态。
2022-11-14 quant-ph
Bounds on Quantum Information Storage and Retrieval
我们提出了一定的通用范围的量子信息存储的容量和检索的时间尺度上的一般量子场论系统。由微观状态熵量化的容量从上方由以戈德斯通衰变常数为单位测量的物体的表面积来界定。戈德斯通玻色子之所以普遍存在,是因为储存信息的物体自发破坏了庞加莱和内部对称性。应用于黑洞,该界限再现了贝肯斯坦-霍金熵。然而,这种关系超越了重力。从一个系统中获取量子信息所需的最小时间尺度等于以相同的戈德斯通尺度为单位测量的体积。对于一个黑洞,这就再现了佩奇时间和量子破缺时间。在包括QCD在内的规范理论中,非引力饱和态的信息检索时间也有相同的表达式。饱和物体表现出一些普遍的特征,如超软辐射的发射。类似的界限也适用于非相对论性多体系统。
2021-07-22 gr-qc hep-ph hep-th
Storage and recall of weak coherent optical pulses with an efficiency of 25%
实验证明了在2.1 K下Pr^{3+}:YSO晶体中非均匀加宽光跃迁中弱相干光脉冲的量子存储方案。采用频率稳定(约1 kHz线宽)的激光器进行精确的光泵浦,以产生高度可控的原子频率梳(AFC)结构。我们报告单光子存储和检索效率为25%,相干光子回波型再发射的基础上,在前进的方向。通过超高斯脉冲与发射回波的干涉证明了量子存储器的相干性。光子回波发射的后向检索具有提高存储和检索效率的潜力。
2009-12-14 quant-ph
A Quantum Information Retrieval Approach to Memory
随着计算机接近内存中可存储信息的物理极限,将需要新的方法来进一步改善信息存储和检索。我们提出了一个量子启发矢量为基础的方法,它提供了一个上下文相关的映射从子符号的符号表示的信息。如果在计算上实现,这种方法将提供非常高的信息存储密度,而不需要传统上所需的存储容量的物理增加。该方法的灵感来自于人类记忆的结构,并结合了Gardenfors的概念空间方法和Humphreys等人的元素。的记忆矩阵模型。
2013-10-11 q-bio.NC quant-ph
Storage and retrieval of squeezing in multimode resonant quantum memories
本文研究了光的量子特性的记录、存储和读出能力。讨论是基于量子存储器的高速绝热模型,在强共振极限下,采用双组态。我们表明,在这种情况下,效率和压缩比之间的平等,预测的简单分束器模型,被打破。在输出脉冲中的最大压缩的要求不应该伴随着存储器的最大效率的要求,如在分束器模型。当效率仅为50%时,我们得到了高的脉冲压缩。对这一“悖论”的理解是在模式分析的基础上实现的。数值计算发现了对记忆过程有影响的记忆本征模。此外,还进行了模式谱分析,以使输入信号的谱宽与存储器的容量相匹配。
2013-11-20 quant-ph
Universal Approach to Optimal Photon Storage in Atomic Media
本文提出了一个描述光子波包在λ型原子介质中存储和恢复的普适物理图象。这张物理图片涵盖了各种不同的方法来脉冲存储,从绝热减少的光子群速度和脉冲传播控制通过非共振拉曼场光子回波为基础的技术。此外,我们推导出一个最佳的控制策略的存储和检索的光子波包的任何给定的形状。所有这些方法在优化时产生相同的最大效率,其仅取决于介质的光学深度。
2007-03-28 quant-ph
Storage and retrieval of a light in telecomband in a cold atomic ensemble
电信光子由于其在光纤中较低的传输损耗而成为基于光纤的量子网络中合适的信息载体。由于缺乏合适的原子系统,连接不同存储器的光子通常在近红外波段,因此需要对光子在远红外波段的频率进行转换,以实现原子存储器与光子载体的接口。为了实现这一点,必须考虑两个原子或其他系统来实现频率转换,此外,还需要一个原子系统作为存储介质。因此,在远传波段存储光子的能力是一个有趣和令人兴奋的话题。在这项工作中,我们给出了第一个实验证明的原则,存储在远动波段的光。在冷原子系综中,通过倒Y组态,电信光被直接存储,然后通过两个非线性过程被提取,因此不需要其他方案中存储器和光子之间的接口。我们相信我们的工作可能为长距离量子通信开辟一条新的途径。
2012-10-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Towards Realizing a Quantum Memory for a Superconducting Qubit: Storage and Retrieval of quantum states
我们已经建立了一个混合系统,由超导通量量子比特(处理器)和金刚石中的氮空位中心(存储器)组成,它们可以直接相互耦合,并演示了如何将信息从通量量子比特传输到存储器,存储并随后检索。我们建立了存储器的相干性,并成功地在处理器和存储器之间建立了纠缠态,证明了纠缠态的相干性是如何保持的。我们的结果是一个重要的一步,使用电子自旋系综作为超导量子比特的量子存储器。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Storage of a Photonic Polarization Qubit in a Solid
我们报告的量子存储和检索的光子偏振量子比特到和出的固态存储设备。量子比特在单光子水平上用弱相干态实现,并使用原子频率梳方案在掺杂镨的晶体中存储500 ns,存储和检索效率为10%。我们用量子态层析技术表征了这种存储,发现当平均光子数μ =0.4时,所获得的量子比特的平均条件保真度超过95%。考虑到泊松统计和有限的存储效率,这明显高于经典基准,这证明我们的设备可以作为偏振量子比特的量子存储设备,即使用弱相干态进行测试。这些结果将固态量子存储器的存储能力扩展到偏振编码,偏振编码在量子信息科学中有着广泛的应用。
2012-01-20 quant-ph
Multicopy quantum state teleportation with application to storage and retrieval of quantum programs
Sorbonne Université(索邦大学);CNRS(法国国家科学研究中心);LIP6(信息处理实验室);International Centre for Theory of Quantum Technologies, University of Gdańsk(格但斯克大学国际量子技术理论中心);University of Gdańsk(格但斯克大学);Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Tokyo(东京大学理学研究科物理学系);The University of Tokyo(东京大学);Trans-scale Quantum Science Institute, The University of Tokyo(东京大学跨尺度量子科学研究所);Institute of Theoretical Physics and Astrophysics, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, University of Gdańsk(格但斯克大学数理信息学院理论与天体物理研究所)
本文研究了在Bob无法进行修正的情况下,Alice如何利用多个副本将量子态传送至Bob,并展示了该方法在提高量子程序存储与检索成功率中的应用。
2026-04-27 quant-ph
Photon storage in Lambda-type optically dense atomic media. I. Cavity model
在最近的一篇论文[Gorshkov等人,物理修订版信函98,123601(2007)],我们使用通用物理图像来优化和证明用于在自由空间中的λ型原子介质中存储和检索光子波包的广泛技术之间的等效性,包括光子群速度的绝热降低、经由非共振拉曼技术的脉冲传播控制和基于光子回波的技术。在本文中,我们对空腔模型进行了同样的分析。特别是,我们表明,检索效率等于C/(1+C)独立的检索技术,其中C是协同参数。我们还导出了存储的最佳策略,特别是证明了在任意失谐下,以C/(1+C)的最佳效率,可以存储满足TC γ>> 1的任意光滑输入模和满足TC γ ~ 1的某类谐振输入模,其中T是输入模的持续时间,2 γ是跃迁线宽。在该系列的后续两篇论文中,我们对自由空间模型进行了全面的分析,并讨论了非均匀加宽对光子存储的影响。
2007-09-08 quant-ph
Storage and retrieval of von Neumann measurements via indefinite causal order structures
本研究利用不定因果序结构和过程矩阵实现未知冯·诺依曼测量的存储与检索,推导了平均保真度的渐近标度,提出半定规划求解方法,数值验证显示N≥3时该方法对量子比特测量的近似效果优于量子网络。
2024-05-18 quant-ph
Coherent propagation of a single photon in a lossless medium: $0π$ pulse formation, slow photon, storage and retrieval in multiple temporal modes
单光子相干光学对于研究量子光-物质相互作用具有重要意义。虽然大多数工作都考虑了在稳态制度的相互作用,在这里,我们证明了一个单光子脉冲短于任何弛豫时间在介质中传播没有能量损失,并始终转化为零面积脉冲。本文给出了单模光子晶体光纤中$Λ$型原子冷系综中光子通过的一般解析解。我们使用鲁棒的远离共振拉曼方案来控制强控制激光束的脉冲整形,并表明在连续波控制场的情况下,对于精确的双光子共振,出射光子显示振荡的时间分布,这是经典场振铃的量子对应物,而对于非零的双光子失谐产生慢光子。我们还证明了一个训练的读出控制脉冲相干召回存储的光子在许多分离的时间模式,从而产生时间仓纠缠单光子态。这种允许在多个用户之间共享量子信息的状态对于长距离量子通信的应用是高度需要的。
2013-10-04 quant-ph
Phase Locked Photon Echoes for Extended Storage Time
我们报告了一个量子光存储时间延长的近完美光子回波协议,通过一个辅助的自旋状态,相位锁定的方法作为一个有条件的停止器的重定相过程,从而延长存储时间所确定的自旋退相过程。近乎完美的检索效率归功于相位共轭方案,该方案在处理量子图像时提供了像差校正的重要好处。
2009-12-07 quant-ph
Creation, storage and retrieval of an optomechanical cat state
我们分析了一种方法的创建,存储和检索的光学力学薛定谔猫态,其中有一个量子叠加的两个不同的宏观态的机械振荡器。在该方案中,首先在光学腔中制备光学猫态,然后将其转移到机械模式,在机械模式中存储并随后使用控制场进行检索。我们使用正P相空间表示对光机械猫态的量子存储协议进行了数值模拟。这对猫态有一个紧凑的正表示,从而允许对这个高度非经典的量子系统进行概率模拟。为了验证猫态量子存储器的有效性,我们考虑了几个猫态签名,并展示了如何计算它们。我们还研究了退相干对猫态的影响,通过解析求解简化模型的标准主方程,使我们能够与数值结果进行比较。专注于作为猫状态的签名的维格纳函数的负性,我们分析评估的时间上界的负性消失,对于一个给定的温度的环境中的机械振荡器。我们表现出与数值方法的一致性。这些提供了精确的解决方案,允许在实验中,涉及使用时间模式匹配的输入和输出脉冲创建,存储和检索机械猫状态的退相干的充分治疗。我们的分析对待的光机械振荡器的内部光学和机械模式,和一套完整的输入和输出场模式,成为纠缠的内部模式。该模型包括退相干由于热效应的机械水库,以及光学和机械损失。
2018-12-05 quant-ph
Coherent control of microwave pulse storage in superconducting circuits
用于量子存储器的相干脉冲控制在光域中是可行的,但在微波量子线路中是新生的。我们展示了如何通过利用和扩展超导量子线路中现有的电磁感应透明技术,在超导电路中实现相干存储和按需脉冲恢复。我们的方案采用了一个线性阵列的超导人工原子耦合到微波传输线。
2012-12-20 quant-ph
Storage and Manipulation of Light Using a Raman Gradient Echo Process
梯度回波存储(GEM)方案有可能成为一种合适的光量子信息存储和检索协议。本文综述了利用拉曼耦合在三能级原子系综的基态存储信息的$Λ$ -GEM方法的性质。该方案是通用的,因为它可以存储和重新排序多个光脉冲。到目前为止,这个方案已经使用热铷气体电池实现。有不同的现象可以影响这些原子系统的性能。我们调查原子运动和四波混频的影响,目前的实验表明寄生四波混频可以减轻。我们还使用的内存来证明脉冲形状的保存和脉冲的向后检索。
2012-03-29 physics.atom-ph quant-ph