Quantum Magnonics: Quantum States Generation and Applications
Zhejiang University（浙江大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Dongguan University of Technology（东莞理工学院）；Shanxi University（山西大学）
本文综述量子磁子学领域进展，先介绍腔磁子学强耦合实验，再阐述磁子量子态生成方案及应用，最后总结并展望该领域未来研究方向。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Experimental Implementations of Cavity-Magnon Systems: from Ultra Strong Coupling to Applications in Precision Measurement
介绍了几种腔磁振子系统的实验实现。首先，钇铁石榴石（YIG）块被放置在一个凹腔，其中所产生的混合模式被测量为在超强耦合制度。当完全混合时，耦合率与非耦合模式频率之间的比率被确定为$g/ω=0.46$。接下来，将一个薄的YIG圆柱体放置在环隙腔中。该腔的亮模耦合到YIG样品，并且类似地测量为处于超强耦合区，耦合率与非耦合模频率的比率为$g/ω=0.34$。一个较大的自旋密度介质，如锂铁氧体（LiFe），预计将提高耦合的系数为1.46，在这两个系统的耦合强度被证明是成正比的自旋密度和磁矩的平方根。这种强耦合系统在腔QED、混合量子系统和精密暗物质探测实验中具有潜在的应用价值。特别是，环隙腔中的YIG盘被证明是暗物质探测的有力候选者。最后，考虑了两柱凹腔中的LiFe球。在过去的工作中，它表明，在样品中的磁振子模式的频率有一个转折点。此外，据预测，如果系统被设计成在该翻转点完全杂化，则腔-磁振子（CMP）跃迁频率将对一阶和二阶磁偏置场波动不敏感，这一结果对于精确频率应用是有用的。这项工作实现了这样一个系统的工程腔模式频率附近的翻转点，抑制二阶偏置磁场波动的敏感性。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Cavity mediated level attraction and repulsion between magnons
我们的特点是一些独特的标记的磁振子-磁振子相互作用介导的内腔场的微波腔，以及它们的可测试的分支。在一般情况下，我们前景两个截然不同的参数域，带来了水平分裂和水平交叉的对比的可能性。前者是在强磁振子-光子耦合的情况下观察到的，特别是当三种模式具有可比的弛豫速率时。这一特性的特点是在腔驱动的光谱响应中出现了三个可区分的非会聚极化激元分支。然而，当裸模共振且耦合完全对称时，其中一个谱峰被消除。这种反常的极化激子响应的消光可以追溯到一个明显的暗模式旁边的两个频移亮模式的存在。在一个替代的参数制度，其中的磁振子模式弱耦合到腔，水平吸引的功能展开，受到一个大的弛豫率的腔模式。同时，反对称失谐的磁振子模式，一个传输窗口弹簧存在，表现出透明度的限制可以忽略不计的耗散从磁振子。能级吸引的出现可以与一个理论模型相协调，该模型体现了当腔场迅速衰减到稳态时磁振子-磁振子系统的动力学。在这个极限，我们确定了一个纯粹的耗散耦合的磁振子模式。
2022-01-14 quant-ph
Remote generation of magnon Schrödinger cat state via magnon-photon entanglement
磁振子猫态代表了大量自旋的集体磁激发的宏观量子叠加，它不仅提供了宏观量子效应的基本检验，而且在量子精密测量和量子计算中也有应用。特别是，薛定谔猫态的远程产生和操纵对于长距离和大规模量子信息处理的发展特别有趣。在这里，我们提出了一种方法来远程制备磁振子偶/奇猫态通过执行本地非高斯操作的光学模式，通过脉冲光磁相互作用与磁振子模式纠缠。通过评估所得到的猫态的关键属性，我们表明，对于实验上可行的参数，它们是以高保真度和非经典性生成的，并且尺寸足够大，可以用于量子技术。此外，还讨论了单光子操作中投影测量误差和暗计数等实验缺陷对磁振子猫态寿命的影响，其中磁振子猫态的寿命为$t\sim1\,μ$ s。
2021-08-11 cond-mat.other quant-ph
Magnon-mediated microwave to optical time dynamics
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；RWTH Aachen Universität（亚琛工业大学）
利用YIG微球中的光磁调制，在磁子衰变时间尺度上实现微波到光学的实时动态转移，并测量磁子寿命。
2026-05-21 physics.optics quant-ph
Quantum sensing of a coherent single spin excitation in a nuclear ensemble
在相干相互作用物体的集合中测量单个量子在涌现量子现象的研究中是变革性的。一个孤立的核自旋系综是一个显着的平台，由于其一致性，但检测其单自旋激发仍然是难以捉摸的。在这里，我们使用半导体量子点中的电子自旋量子比特，通过28 GHz量子比特频率上的200 kHz超精细位移，以1.9 ppm的精度感测单个核自旋激发（核磁振子）。我们证明了这种单磁振子精度在多种模式确定的核物种和极性。最后，我们监测的相干动力学的核磁振子和量子相关的出现，对抗退相干。这项工作的直接延伸是探测包括长寿命记忆态在内的系综的工程量子态。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microsecond dark-exciton valley polarization memory in 2D heterostructures
过渡金属二硫属化合物（TMD）具有谷自由度，具有光学选择规则和自旋谷锁定特性，在谷电子器件和量子计算中具有广阔的应用前景。对于任一应用，长的谷极化寿命是至关重要的。已有的研究结果表明，单层激子在皮秒左右，电子、空穴或局域激子在纳秒左右，层间激子在几十纳秒左右。在这里，我们表明，暗激子在二维异质结构提供了微秒谷极化存储器由于磁场诱导抑制谷混合。暗激子的寿命表现出磁场和温度的依赖性，这与理论预测一致。二维异质结中较长的暗激子寿命和谷极化寿命使其在长距离激子输运和宏观量子态产生方面具有广阔的应用前景。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon-assisted photon-phonon conversion in the presence of the structured environments
量子转换或接口是量子信息处理和量子态工程中最重要的协议之一。我们提出了一个光子声子转换协议的混合磁机械系统，包括微波光学模式，驱动磁振子模式和机械振动模式。光腔中的微波光子通过磁偶极相互作用与磁振子耦合，磁振子通过磁致伸缩相互作用与机械声子耦合。利用强的光子-磁振子相互作用和磁振子的强驱动，构造了一个有效的哈密顿量来描述光子-声子在共振点附近的相互转换。这样，腔-磁振子系统就可以扮演量子存储器的角色。此外，光子-声子转换的忠实性估计的状态演化和状态无关转移的忠实性。前者在Lindblad主方程中讨论，考虑了光子、声子和磁振子的泄漏。后者是由海森伯-朗之万方程，考虑到非马尔可夫噪声的结构环境中的光学和机械模式。状态演化保真度被发现是强大的弱泄漏。传输保真度可以通过光子的欧姆和亚欧姆环境来保持，并且对声子的$1/f$噪声不敏感。因此，我们的工作提供了一个有趣的应用磁振子系统作为一个光子-声子转换器在微波制度。
2021-04-08 quant-ph
Feedback-Controlled Magnon-Atom Entanglement and Photon Statistics
College of Optical and Electronic Technology, China Jiliang University（中国计量大学光电工程学院）；School of Physical Sciences, Great Bay University（大湾区大学物理科学与技术学院）；Great Bay Institute for Advanced Study（大湾区高等研究院）
通过长短期记忆网络模拟动力学，利用相干反馈稳定腔内状态，发现光子关联函数和磁子-原子纠缠随腔镜距离周期性振荡，反馈显著增强反聚束和聚束效应。
2026-06-23 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
Magnon-driven dynamics of a hybrid system excited with ultrafast optical pulses
光子-磁振子混合系统作为量子信息科学的基石的潜力已经得到广泛的证实，并且仍然是许多研究的焦点。我们利用这个独特的异质物理系统在精确物理领域的优势，超越了标准模型，量子技术目前正在提高对所谓“不可见物”的敏感性。在这里，我们证明了自旋波的量子，由最小的，有效的磁场驱动，可以检测到在一个大的频带使用混合系统作为换能器。这一结果可以应用于宇宙学信号的搜索，例如，冷暗物质，它可能直接与磁振子相互作用。我们的模型的传感器是基于第二个量化两个振荡器的混合系统，它匹配的观察，并可以很容易地扩展到彻底描述未来的大规模铁磁haloscope。
2020-08-05 physics.ins-det quant-ph
High Cooperativity Cavity QED with Magnons at Microwave Frequencies
利用安装在磁场聚焦腔中的亚毫米级钇铁石榴石（YIG）球，我们证明了在毫开尔文温度和微波频率下磁振子模和光子模之间的超高$10^5$协同效应。腔体被设计成通过使用新颖的多柱方法充当磁偶极子，有效地将腔体磁场聚焦在填充因子为3%的YIG晶体内。耦合强度（正常模式分裂）为2 GHz，（相当于76腔线宽或$0.3$赫兹每自旋），实现了一个明亮的腔模式，构成约10%的光子能量，并表明，超强耦合是可能的自旋系统在微波频率。与直接向前的优化，我们表明，该系统有可能达到协同性的$10^7$，对应于5.2 GHz的正常模式分裂和耦合每自旋接近1赫兹。我们还观察到暗腔模和磁振子模偶对之间的三模强耦合区，其中光子-磁振子和磁振子-磁振子耦合（简正模分裂）分别为143 MHz和12.5 MHz，半高宽带宽约为0.5 MHz。
2014-10-16 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Chiral magnons for spin-qubit state transfer
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；TU Wien（维也纳科技大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）
该研究提出用手性磁振子介导远距离NV中心自旋量子比特间的态转移，通过两种耦合调制方法规避损耗，数值表明数微米距离的态转移保真度可达≥0.95，拓展了量子信息领域磁振子学的应用工具。
2026-08-03 quant-ph
Effective quantum memory Hamiltonian from local two-body interactions
在[Phys.Rev.A88，062313（2013）]中，我们提出并研究了一种自校正量子存储器的模型，其中在存储器中引入缺陷的能量成本作为系统大小的函数无限制地增长。这种积极的行为是由于有吸引力的长程相互作用介导的玻色子场的记忆耦合。实现这种记忆的关键因素是玻色子场的物理实现以及记忆和玻色子场的稳定算子之间的局部五体相互作用。在这里，我们表明，这两个成分出现在一个低能量的有效理论的哈密顿量，只涉及两个相邻的自旋之间的相互作用。特别是，我们认为低能量，长波长激发的有序海森堡铁磁体（磁振子）的玻色子场的实现。此外，我们提出了微扰小工具产生所需的五自旋运营商。因此，我们的哈密顿量只涉及局部两体相互作用，预计将表现出自校正特性，只要影响它的噪声是在有效的低能量描述仍然有效的制度。
2014-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin wave based quantum storage of electronic spin with a ring array of nuclear spins
提出了一种基于固态的电子自旋量子比特通用存储协议。该方案中的量子存储器是量子点中原子核环形阵列中的自旋波激发。我们证明了电子自旋的任意态所携带的量子信息可以相干地映射到自旋波激发或磁振子态上。通过适当的外部控制，可以可逆地读出存储在量子存储器中的量子态。我们还详细讨论了由于电子自旋与核自旋之间的非均匀耦合而引起的量子退相干机制。
2006-04-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancing ground-state cooling of center-of-mass motions via quantum squeezing from magnon nonlinearity
Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University（杭州量子态控制与光场调控浙江省重点实验室）
该研究在腔磁机械系统中利用YIG磁球的磁子自克尔非线性产生量子压缩，在非分辨边带区域仍可显著提升悬浮磁球的质心基态冷却性能，并量化了所需泵浦功率。
2026-08-05 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Axion search with quantum nondemolition detection of magnons
轴子为强CP问题提供了解决方案，并且是暗物质的主要候选者之一。提出了一种基于磁振子量子非破坏探测的轴子探测方案，量子集体自旋激发在固体中，这是预计将激发由Dine-Fischer-Srednicki-Zhitnitsky（DFSZ）模型预测的轴子-电子相互作用。原型探测器由作为电子自旋靶的亚铁磁球和超导量子比特组成。这两者都嵌入在微波腔中，这导致亚铁磁晶体中的均匀静磁模式与量子比特之间的相干有效相互作用。轴子和电子之间的耦合常数的上限被获得为$g_{aee}<2.6\times10^{-6}$，在95%置信水平下，轴子质量为$33.117$ $μ$ eV $<m_{a}<33.130$ $μ$ eV。
2022-05-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Accelerated adiabatic passage in cavity magnomechanics
腔磁力学为量子态的操纵提供了一个容易控制的腔模、磁振子模和声子模的混合系统。为了实现光子-磁振子混合模式和声子模式之间的快速和鲁棒的状态转移，我们提出了两个加速绝热通过协议分别基于用于无跃迁量子驱动的反绝热哈密顿量和用于逆向工程的Levis-Riesenfeld不变量。反绝热哈密顿量和Levis-Riesenfeld不变量一般都适用于具有任意目标态的连续变量系统。有趣的是，我们的反绝热哈密顿量可以用产生算符和湮灭算符而不是系统本征态及其时间导数来构造。我们的协议可以优化相对于耦合强度和频率失谐的系统误差的稳定性。它有助于光子和磁子量子信息的量子存储。我们还讨论了耗散和反向旋转相互作用的影响。
2022-01-29 quant-ph
Quantum memory for photons: I. Dark state polaritons
提出并详细分析了一种理想的、可逆的光与物质亚稳集体态之间的量子态转移技术。该方法是基于控制光子在相干驱动的三能级原子介质中的传播，在该介质中，群速度被压缩为零。确定了电磁感应透明中与量子场传播有关的光和物质的形式稳定的耦合激发（"暗态极化激元“），讨论了它们的基本性质，并分析了它们在光量子存储器中的应用。
2001-06-27 quant-ph
Three-slit interference with a which-path memory ancilla: A bright-dark state formulation
Jaypee Institute of Information Technology（贾伊皮信息技术学院）
该研究在亮-暗态框架下分析带路径记忆辅助比特的三缝干涉，明确二维暗子空间结构，证明亮-暗相干性的基矢不变性，揭示多路径下的额外相干贡献，并区分可恢复与不可约的相干损耗。
2026-09-02 quant-ph
Suppression of dark-state polariton collapses in cold-atom quantum memory
本研究针对冷原子量子存储器中暗态极化激元崩塌限制存储时间灵活性的问题，通过原子极化与控制光失谐优化抑制崩塌，实现了超400微秒的任意时间可用存储，时长较消磁方案提升十倍。
2023-08-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Interface of an Electron and a Nuclear Ensemble
量子物体系综的相干激发支撑了量子多体现象，并提供了实现量子存储器以存储来自量子比特的信息的机会。到目前为止，单个量子系统（例如量子比特）与这样的系综之间的确定性和相干界面仍然难以捉摸。我们首先利用一个电子将半导体量子点的介观核自旋系综冷却到核边带分辨的状态。然后，我们实现了一个全光学的方法来访问这些单独的量子化的电子-核自旋跃迁。最后，我们进行相干光旋转的一个单一的集体核自旋激发对应的自旋波称为核磁振子。这些结果构成了每个量子点自旋量子位的专用本地存储器的构建模块，并为隔离多体系统的量子态工程提供了固态平台。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Memory Based on $Λ$-Atoms Ensemble with Two-Photon Resonance EIT
研究了基于$Λ$ -原子系综的量子存储器，用于存储探测光场携带的量子信息。系综中的两个原子拉比跃迁分别与量子探测场和经典控制场以相同的失谐量耦合。利用最近针对共振EIT情况开发的隐藏对称性分析（Sun，Li和Liu，Phys. Rev. Lett. 91，147903（2003）），我们证明了暗态和暗态极化激元仍然可以存在的情况下，双光子共振EIT。从这些暗态出发，我们构造了整个系统的一个完整的本征态类。为了实现量子信息的存储和提取，给出了绝热条件的显式形式。
2004-02-24 quant-ph
Active Quantum Memory Using Oscillating Dark States
提出了一种利用振荡暗态（ODS）实现原子系统中量子叠加态长时间主动存储的方法。当两对经典失谐激光场驱动三能级$Λ$组态原子系统在绝热条件下进入ODS时，系统的量子态在两个基态之间周期振荡.当考虑另一个绝热加载/卸载条件并将ODS的振荡应用于量子态存储时，令人惊讶的是，即使系统密度矩阵$γ_{21}$ $\cdot$ $t$ $ \gg$的相干项的衰减因子为1，我们也可以获得极大抑制的系统退相干和高保真度的恢复态。这种存储时间不再受原子系统相干衰减时间的限制，可以比无外加激光场的被动方案存储时间长数千倍。
2008-01-25 quant-ph
Quantum Interference between Photons and Single Quanta of Stored Atomic Coherence
光子的不可逆性对于在远程独立节点上构建量子网络至关重要，人们已经通过观察Hong-Ou-Mandel干涉仪中的重合谷来广泛研究光子的不可逆性。然而，不相容性并不局限于同一类型的玻色子。在此，我们第一次观察到在原子-光分束器界面中飞行的光子和存储的原子相干性（磁振子）的单个量子之间的量子干涉。我们证明了这种界面的厄米性决定了光子和磁振子之间的量子干涉类型。因此，不仅观察到玻色子的聚束行为，而且还观察到反聚束现象。所展示的磁振子-光子量子接口的混合性质可以应用于多功能量子存储器平台，并且可以导致与玻色子采样中发生的光子分布根本不同的光子分布。
2022-02-25 physics.atom-ph quant-ph
Travelling Dark State Polariton as a Viable Quantum Memory in a Solid-State Medium
S.N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）；Sister Nivedita University（Sister Nivedita 大学）
该研究提出基于暗态极化激元的固态量子存储器，通过驻波控制激光消除扩散展宽以延长存储时间，并设计实验在低温Pr:YSO中实现脉冲存储。
2026-09-14 quant-ph
Many-body quantum register for a spin qubit
本文利用半导体量子点中约13000个核自旋形成的多体暗态和单磁振子激发构建量子寄存器，通过130纳秒SWAP门实现电子自旋与核自旋间的量子态转移，验证了完整写入-存储-读取协议，将量子点升级为多量子比特量子节点。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Using dark solitons from a Bose-Einstein condensate necklace to imprint soliton states in the spectral memory of a free boson gas
本文提出利用环形玻色-爱因斯坦凝聚体产生的暗孤子晶格，在自由玻色气体中印刻量子态，通过耦合 Gross-Pitaevskii 方程与线性 Schrödinger 方程，证明其束缚态光谱由 Lamé 特征值问题决定。
2023-07-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Telecom-compatible cross-band quantum memory via dual photon modes dark-state polaritons
提出基于$^{87}$Rb双光子模式暗态极化子的量子存储协议，实现795 nm与1324 nm双向跨频段存储，为免频率转换的量子网络接口提供新途径。
2025-10-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Light Drag in a Cavity Magnomechanics
本文首次在磁力力学系统中提出光拖曳效应，揭示非线性偶极与磁致伸缩相互作用对折射率谱的影响，并展示通过调节失谐实现光传播在超光速与亚光速之间切换，为微观尺度新型器件设计提供新思路。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Possibility of Inhomogeneous Coupling Leading to Decoherence in an Electromagnetically-Induced-Transparency Quantum-Memory Process
研究了电磁感应透明量子存储技术中三能级原子与外光场的非均匀耦合效应。通过引入一个子系综-原子系统来处理目前的非均匀耦合情况，我们发现存在一个非对称的暗态子空间（DSS），使得EIT量子存储技术能够完美地发挥作用。这表明，即使原子状态非常远离对称状态，这种存储方案也可以理想地工作。
2005-10-18 quant-ph
Towards Cosmological Simulations of Dark Matter on Quantum Computers
在经典计算机上进行最先进的宇宙学模拟受到时间、能量和内存使用的限制。量子计算机可以比经典计算机以指数级更快的速度执行某些计算，使用指数级更少的能量和内存，并且可以实现非常大的模拟，准确地捕获宇宙中具有统计代表性的宇宙体积内的整个动态结构范围。然而，并非所有的计算任务都表现出“量子优势”。量子线路线性作用于量子态，因此非线性（例如宇宙学模拟中的自引力）构成了一个重大挑战。在这里，我们概述了一种潜在的方法来克服这一挑战，并解决（非线性）薛定谔-泊松方程的自引力暗物质的演化，基于混合量子经典变分算法框架（Lubasch 2020）。我们用一个概念验证的模拟量子模拟来演示这种方法，设想未来量子计算机有一天将领导暗物质的模拟。
2021-02-05 astro-ph.CO quant-ph
Quantum Memory Process with a Four-Level Atomic Ensemble
本文详细研究了双$Λ$原子系综中光子的量子存储技术。提出了利用该技术产生两个不同的量子探测场及其纠缠态的新方法。研究了除暗态子空间外的更大的零简并类，证实了该模型的绝热条件。我们将单模量子存储技术推广到多模探测场的情况，揭示了在本系统中两个量子化脉冲之间的精确脉冲匹配现象。
2012-09-15 quant-ph
Memory Imperfections in Atomic Ensemble-based Quantum Repeaters
量子中继器有望克服实际量子信道中的噪声和损耗，提供长距离纠缠。基于原子系综量子存储器和线性光学的一类有前途的中继器遵循Duan等人的提议[Nature 414，413，2001]。在这里，我们分析这个协议的一个非常一般的模型，所采用的量子存储器。我们推导出解析表达式的缩放纠缠与记忆缺陷，暗计数，损失和距离，并将我们的结果应用到两个特定的量子存储协议。我们的方法适用于任何量子存储器与相互作用的哈密顿量在最二次的模式运营商，并在原则上可扩展到最近修改的原始DLCZ建议。
2008-03-25 quant-ph
Dark matter detection using nuclear magnetization in magnet with hyperfine interaction
提出利用具有强超精细相互作用的MnCO₃磁体中核自旋与电子自旋的集体进动来探测轴子和暗光子等轻暗物质，并估计了感应读出和光子腔读出下的新参数空间灵敏度。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall hep-ex hep-ph
Non-Abelian Geometric Quantum Memory with Atomic Ensemble
研究了一种基于原子系综的近三光子共振电磁感应透明（EIT）量子信息存储方案。每个四能级原子与两个经典控制场和一个量子探测场耦合。量子信息被动态地存储在相应的暗极化激元流形中。在我们的量子存储器中发现了一种内在的非平凡拓扑结构，这种结构是通过具有隐藏SU（3）动力学对称性的对称集体原子激发实现的。通过改变两个经典控制场的Rabi频率，可以将量子态恢复到非阿贝尔完整性，从而以纯粹的几何方式从最终态解码。
2004-02-24 quant-ph
Storing Quantum Information via Atomic Dark Resonances
本文在简要介绍量子光学的基本概念后，分析了电磁感应透明条件下的三能级原子系统，并研究了高斯脉冲沿雪茄形冷原子云和热原子云的传输。特别是，我们表明，它是可能的，以放大一个缓慢传播的脉冲没有粒子数反转。我们还分析了反常光传播的机制，表明观察超光速能量传播是可能的。在这些条件下，可以将光子携带的信息可逆地压印（“写入”）到原子上，特别是作为原子自旋的相干模式，并且随后可以将存储在原子自旋中的信息传输回（“读取”）到光场，以这种方式实现量子存储器。此外，我们还分析了量子场在含有暗态极化激元（DSP）的EIT介质中的传播。本文通过分析量子态转移的保真度，讨论了这种量子存储器中光子的退相干效应，以及增益介质中准粒子图像中出现的超统计现象。最后，我们介绍了一个偏振量子存储器的光子通过使用一个三脚架原子配置，其中两个理想的EIT窗口出现和两个DSP，相互散射，表现出孤子行为。
2010-01-26 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Multi-cavity strong coupling to an electron spin ensemble: spectral and dark-state signatures
Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学自然科学学院）；Institute of Physics, University of Augsburg（奥格斯堡大学物理研究所）；Center for Advanced Analytics and Predictive Sciences, University of Augsburg（奥格斯堡大学先进分析与预测科学中心）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文研究多个超导微波腔与电子自旋系综的受控耦合，观测到强耦合及暗态特征，通过建模重现光谱并提取耦合强度，暗态可延长存储时间、保护非经典态。
2026-08-07 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Persistent dark states in anisotropic central spin models
长寿命的暗态在固态系统中普遍存在，在这种状态下，实验上可获得的量子位与周围的自旋浴不处于热平衡。我们解释了无处不在的暗态在一个大类的非均匀中心自旋模型使用接近可积线与确切的暗本征态。在数值上可达到的尺寸下，暗态在与可积性有很大偏差的情况下仍然作为本征态存在，量子比特在很长一段时间内保持着其初始极化的记忆。虽然系统的本征态是混沌的，对小扰动表现出指数敏感性，但它们不满足本征态热化假设。相反，我们预测长的弛豫时间随系统大小呈指数级增加。我们建议，这种中间的混乱，但非遍历制度的特点介观量子点和金刚石缺陷系统，因为我们没有看到传统的热化与有限的弛豫时间的数值趋势。
2020-05-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.CD
