Spectral Shaping of Cascade Emissions from Multiplexed Cold Atomic Ensembles
本文研究了冷原子系综级联辐射中双光子态的光谱特性，该系综由一个通信光子（信号）和一个红外光子（闲频）通过四波混频组成.对于宽度为$τ$的高斯驱动脉冲，在绝热条件下，双光子态的光谱具有高斯的形式，该高斯的形式将信号光子能量和闲频光子能量保存在由具有超辐射线宽的洛伦兹算子调制的$\hbar/τ$内。利用频移级联辐射对原子系综进行复用，我们可以对双光子态的光谱进行操纵和整形。纠缠熵是由施密特分解得到的，如果我们以一种保持信号光子和闲频光子中心能量的方式复用原子系综，纠缠熵可以更大。Schmidt基中的本征值是成对退化的对称谱成形，其中模概率密度显示干涉图样。我们还证明了来自连续频率空间的纠缠的过剩熵，它使总熵按比例增加。多路级联发射双光子态的方案提供了多模结构，在长距离量子通信和多模量子信息处理中是有用的。
2015-10-07 quant-ph
Preparation of ultra-cold atomic-ensemble arrays using time-multiplexed optical tweezers
我们使用基于时间复用声光偏转器的光镊将超冷铯原子捕获在一维原子系综阵列中。对于2.5 $μ$ K和50 nK之间的温度，我们研究了光镊脉冲之间的最大时间，保留在一个单一的陷阱中的原子数。这个时间提供了一个估计的最大数量的网站在一个阵列的时间复用光镊。我们演示了蒸发冷却的原子阵列中的多达25个光镊陷阱和制备的原子在一个盒子的潜力。此外，我们展示了三种不同的协议，从一个不断扩大的超冷原子云转移的原子系综阵列的制备。这些导致制备平均由$\sim$ 100个原子组成的高达74个原子系综的阵列。
2022-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Wavevector multiplexed quantum memory via spatially-resolved single-photon detection
量子化的量子信息处理需要定制的量子存储器来同时处理多个光子。空间自由度是一个有前途的候选人，以促进这种光子复用。利用单光子分辨相机，我们展示了基于冷原子系综的波矢复用量子存储器。通过同时测量665个分离模的二阶关联函数$g_{\mathrm{S,AS}}^{(2)}=72\pm5$的平均值，证实了拉曼散射光子之间的非经典相关性。所提出的协议利用多模存储器以及相机将促进多光子状态的生成，这是量子增强传感技术中的必要条件，并且作为光子量子线路的输入。
2017-12-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Generation of perfect-cavity-enhanced atom-photon entanglement with a millisecond lifetime via a spatially-multiplexed cavity
量子比特存储器是量子信息的构建块。利用双控制模式实现了腔增强的自旋波-光子纠缠。然而，由于模式之间的交叉读出，量子位检索效率在所有存储时间比单个自旋波模式低约四分之一。在这里，我们克服交叉读出使用多路复用环形腔。该腔中嵌入了偏振干涉仪，我们通过将单模写入激光束施加到冷原子上来创建与磁场不敏感自旋波量子比特纠缠的写入光子量子比特。利用单模读取激光束对自旋波量子比特进行检索，在所有存储时间内避免了四分之一检索效率损失。我们的实验表明，50%的内在检索效率为540微秒的存储时间，这是13.5倍以上的最好的报告结果。重要的是，我们的多腔方案铺平了一条道路，以产生完美的腔增强和大规模的多路复用自旋波光子纠缠与长寿命。
2021-10-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Massively-multiplexed generation of Bell-type entanglement using a quantum memory
混合光子-物质纠缠的高速率生成仍然是量子网络架构的基本构建块，从而实现诸如量子安全通信或量子分布式计算之类的协议。虽然已经做出了巨大的努力来克服限制当前系统的效率和相干时间的技术约束，但是重要的补充方法是采用并行和多路复用架构。在这里，我们遵循这种方法，实验证明了在超过500种模式中产生二分偏振纠缠光子态，其中第二个光子的可编程延迟由波矢复用冷原子量子存储器中的量子位存储实现。我们证明Clauser，Horne，Shimony，Holt不等式违反超过3个标准差，持续至少45 μs的存储时间为一半的模式。在偏振和波矢量自由度之间形成混合纠缠的能力不仅提供了复用能力，而且还为新协议带来了前景。
2021-03-15 quant-ph
Generation of highly retrievable atom photon entanglement with a millisecond lifetime via a spatially multiplexed cavity
与光子量子比特纠缠的量子比特存储器是长距离量子中继器的基石。利用双光束作用于光格原子，实现了腔增强的长寿命自旋波光子纠缠。然而，由于双光束交叉读出，自旋波量子比特的检索效率在所有存储时间都比单模自旋波量子比特的检索效率降低了四分之一。在这里，通过将冷原子耦合到基于偏振干涉仪的腔的两个模中，我们实现了腔增强的长寿命原子-光子纠缠中的完美量子比特恢复。将写入激光束施加到冷原子上，然后产生一个磁场不敏感的自旋波量子比特，它与编码在干涉仪两臂上的光子量子比特纠缠。自旋波量子比特由读取光束取回，这避免了交叉读出。我们的实验表明，在50%的本征量子比特恢复效率下，存储时间为540μs，比最好的报道结果长13.5倍。
2023-01-18 physics.optics quant-ph
Cavity-enhanced and spatial-multimode spin-wave-photon quantum interface
本文基于费马光学定理构建支持6个TEM00模式的环形腔，利用冷原子DLCZ过程实现12模空间复用的自旋波–光子量子接口，获得70%零延迟本征读取效率和0.6 ms有效存储时间。
2023-07-24 quant-ph
Multiplexed entanglement swapping with atomic-ensemble-based quantum memories in the single excitation regime
本研究实验演示了基于原子系综量子存储器的多路复用纠缠交换，成功将两个此前未纠缠的存储器投影至纠缠态，并发度C=0.0124，成功概率比非多路复用方案提高三倍。
2023-12-31 quant-ph
A solid-state temporally multiplexed quantum memory array at the single-photon level
本文实现了一个包含十个可单独控制存储单元的固态空间复用量子存储器阵列，结合时间复用技术，在单光子水平下将弱相干脉冲存储于多达250个时空模式中，平均信噪比为10(2)，系统串扰低，有望加速量子节点间的纠缠分发速率。
2025-07-16 quant-ph
Turbulence-induced optical loss and cross-talk in spatial mode multiplexed or single-mode free-space communication channels
单模或模复用的自由空间大气光信道在过去的十年中受到越来越多的关注。其可能的应用范围从与电信WDM技术、光纤放大器和用于增加信道吞吐量的模式复用的兼容性跨越到各种量子通信相关的原语，诸如纠缠分发、高维空间编码量子密钥分发和相对论量子密码学。许多研究论文讨论了特定模式集的应用，如光学角动量模式，在存在大气湍流的情况下进行通信。同时，这类信道在大气湍流作用下的一些基本性质和关键关系还没有得到推导。在目前的文件中，我们提出了简单的解析表达式和一个一般的框架，用于评估信道透射率的概率密度函数以及模态串扰系数。在某些基本假设下，本文的结果可直接用于基于基模透射系数的测量统计来估计湍流通道的Fried参数。
2018-11-16 quant-ph
Observation of binary phase states of time-multiplexed degenerate optical parametric oscillator pulses generated using a nonlinear fiber Sagnac loop
利用非线性光纤Sagnac环作为相敏放大器（PSA），在泵浦光-信号光-闲频光简并四波混频中实现泵浦光和放大光的空间分离，产生了时分复用简并光参量振荡器（DOPO）脉冲。通过将PSA放置在光纤腔中，我们成功地产生了超过5，000个时分复用DOPO脉冲。我们证实了相对于泵浦相位的脉冲相位分叉为0或$π$，这使得它们在基于相干光振荡器网络的伊辛模型求解器中用于表示伊辛自旋。我们还使用NIST随机数检验确认了DOPO相位的固有随机性。
2023-02-21 physics.optics quant-ph
Bright multiplexed source of indistinguishable single photons with tunable GHz-bandwidth at room temperature
与原子系综良好耦合的窄带单光子可能对未来的量子网络至关重要，但有效产生此类光子仍然是一个突出的挑战。我们实现了一个空间多路复用预示源的单光子，本质上是兼容的常用的铷D2线。我们的光源是基于热铷蒸气中的四波混频，不需要激光冷却或光学腔，并产生高速率和低噪声的单光子。我们使用Hong-Ou-Mandel干涉来验证在两个不同（复用）通道中产生的光子的不可分辨性。我们进一步证明了光子的时间宽度的五倍可调性。理论模型与实验结果吻合较好。
2021-04-19 physics.optics quant-ph
Einstein-Podolsky-Rosen Entanglement of Narrowband Photons from Cold Atoms
爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）纠缠于1935年提出，研究两个粒子在它们的位置和动量上纠缠。本文报道了冷原子产生的窄带光子对的EPR位置-动量纠缠的首次实验验证。利用双光子量子鬼成像和鬼干涉，我们明确地证明了窄带光子对违反了可分离性准则，证实了EPR纠缠。我们进一步证明了连续变量EPR转向的位置和动量的两个光子。我们的新EPR纠缠窄带光子源有望在空间复用量子信息处理中发挥重要作用，如量子相关图像的存储，涉及超纠缠光子的量子接口等。
2016-07-17 quant-ph
Controlled rephasing of single collective spin excitations in a cold atomic quantum memory
我们证明了主动控制的非均匀退相和重定相的单集体原子自旋激发（自旋波）的自发拉曼散射的量子存储器的基础上冷$^{87}$ Rb原子。控制提供了一个可逆的外部磁场梯度诱导原子超精细能级的非均匀加宽。我们的实验表明，主动重定相保留了单光子性质的检索光子。最后，我们表明，控制的不均匀的退相，使时间分离的自旋波在一个单一的合奏，其次是选择性读出的时间。这是实现功能性时间复用量子中继器节点的重要一步。
2015-01-29 quant-ph
Time-Multiplexed Distributed Quantum Sensing
Yonsei University（延世大学）；Sejong University（世宗大学）
本文通过时间域复用实现量子传感的灵敏度提升，突破传统线性限制，实现光子、空间模式和重复次数的Heisenberg标度。
2026-03-19 quant-ph
Spatially Addressable Readout and Erasure of an Image in a Gradient Echo Memory
我们表明，写入梯度回波存储器的图像部分可以根据需要单独检索或擦除，这是处理空间复用量子信号的重要一步。有针对性的检索是通过本地寻址的横向平面的存储介质，一个温暖的85 Rb蒸汽，与远失谐的控制光束。空间可寻址擦除类似地通过成像在85Rb D1线附近调谐的明亮光束来实现，以便散射光子并引起退相干。在我们的实验条件下，原子扩散的内存的有效空间容量的上限。利用二能级原子在强驱动场作用下的响应来描述光学擦除器引起的退相干。
2013-02-19 quant-ph
High precision differential clock comparisons with a multiplexed optical lattice clock
在过去的十年中，光学原子钟的精确度和准确度的快速进步推进了计时，计量学和量子科学的前沿。然而，大多数光学钟的稳定性仍然受到本机振荡器的限制，而不是原子本身，这为进一步的发展留下了空间。在这里，我们实现了一个“多路复用”的一维光晶格时钟，其中空间分辨，超冷锶原子的可移动的合奏被困在同一个光晶格，同时询问由共享的时钟激光器，并在并行读出。通过对系综对进行同步Ramsey询问，我们观察到原子-原子相干时间长达26秒，比原子-激光相干时间提高了270倍，证明了$9.7(4)\times10^{-18}/\sqrtτ$的相对稳定性（其中$τ$是以秒为单位的平均时间），并在平均3.3小时后达到$8.9(3)\times 10^{-20}$的分数不确定性。这些结果表明，应用程序需要超高精度的光学原子钟之间的比较，不需要限制本地振荡器的稳定性。利用多个系综对，我们实现了一个由6个原子系综组成的小型化时钟网络，得到了15个相对稳定度低于$3\times10^{-17}/\sqrtτ$的独特的成对时钟比较。最后，我们展示了同时加载空间分辨的，异质系综对的所有四个稳定同位素的锶在晶格中的能力。该平台提供的独特能力为未来的研究铺平了道路，包括精确的同位素位移测量，有限时钟系统的空间分辨特性，基于时钟的引力波和暗物质探测器的开发，以及相对论的新测试，包括在亚厘米尺度上测量引力红移。
2021-09-24 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Space-division multiplexed quantum key distribution exploiting multi-plane light conversion for few-mode fibers
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Fraunhofer IIS（弗劳恩霍夫应用研究促进协会IIS研究所）
研究利用多平面光转换实现少模光纤的空分复用量子密钥分发，通过单独单模光纤选择性激发模式，经MPLC分离到不同端口，演示了空间复用BBM92 QKD方案，给出复用链路量子误码率，为相关量子网络架构提供支持。
2026-07-24 physics.optics quant-ph
Multiplexed scanning microscopy with dual-qubit spin sensors
该研究提出一种多路复用量子传感方法，利用双NV中心扫描探针同时成像多个场投影并测量两点协方差，以纳米级分辨率研究时空相关性。
2024-07-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Heralded entanglement of on-demand spin-wave solid-state quantum memories for multiplexed quantum network links
本文结合窄带参量光子对源与稀土掺杂晶体固态量子存储器，实现空间分离自旋波存储器间的电信预示纠缠，支持按需读取、前馈相移和15模式时间复用。
2025-10-21 quant-ph
Light Storage in Light Cages: A Scalable Platform for Multiplexed Quantum Memories
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Otto Schott Institute of Material Research（奥托肖特材料研究所）
本研究提出了一种基于3D纳米印刷空芯波导的光笼量子记忆平台，实现了数百纳秒的光子存储，并展示了多路复用量子记忆的潜力。
2025-03-28 physics.optics quant-ph
Number fluctuations of cold spatially split bosonic objects
我们研究了空间分裂的多玻色子系统的数量波动，采用一个定理的最大和最小可达方差的一个观察。给出了不同格点数、平均场和多体波函数下多玻色子系统的数涨落。它示出的状态最大化的粒子数的波动，无论是在晶格和双阱。讨论了态的碎裂问题，指出某些碎裂态的数涨落与完全凝聚态的数涨落相同。
2011-08-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Noise suppression in a temporal-multimode quantum memory entangled with a photon via asymmetrical photon-collection channel
在多模原子存储器和光子之间产生纠缠的量子接口（QIs）形成了多路复用中继器节点，并有望大大提高量子中继器速率。最近，利用冷原子实现了与光子纠缠的时间多模自旋波存储。然而，由于多模操作中产生的额外噪声，自旋波光子纠缠的保真度显着降低与模式数。到目前为止，通过抑制附加噪声来提高时间多模纠缠保真度的方法还没有被探索。在这里，我们提出并实验证明了一种方案，可以抑制额外的噪声的时间复用QI。该方案使用非对称通道来收集来自时间复用QI和从时间复用QI取回的光子。为了进行比较，我们还建立了一个QI，使用对称通道的光子收集。当QI存储14个模式时，使用非对称和对称光子收集通道的QI的测量贝尔参数S分别为2.36+/-0.03和2.24+/-0.04，表明使用非对称通道的QI引起纠缠保真度增加3%，即，与使用对称的QI相比，附加噪声降低了1.7倍。另一方面，使用非对称和对称集合的14模纠缠量子干涉仪分别在高达25 us和20 us的存储时间内保持对贝尔不等式的违反，表明非对称量子干涉仪具有更高的纠缠存储性能。
2021-10-31 quant-ph
Spatially-resolved control of fictitious magnetic fields in a cold atomic ensemble
原子-光子相互作用的有效和不受限制的工程需要对光束进行精确的空间分辨控制。这种操纵的巨大潜力在于从固态到原子物理学的一系列学科。在这里，我们使用一个塞曼的形状激光束的ac-Stark位移进行旋转的自旋与空间分辨率在一个大的冷铷原子系综。我们发现，光强度的不均匀性是主要的来源，从而退相干，但与适当的光束成形这种有害的影响被强烈减轻允许旋转15拉德在一个自旋进动寿命。最后，作为一个特殊的例子，我们的计划启用的复杂的操作，我们证明了一系列的自由感应衰减信号的闪烁和复兴行为的原子系综上的印记梳状图案。
2018-02-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Multiplexed Single Photons from Deterministically Positioned Nanowire Quantum Dots
固态量子发射器是按需不可区分或纠缠光子的极好来源，并且可以承载长寿命的自旋存储器，这是光子量子信息应用的关键资源。然而，它们的可扩展性仍然是一个突出的挑战。在这里，我们提出了一种可扩展的技术，从多个独立的量子点，在芯片上的光子流复用到一个光纤网络中使用的芯片外。通过将多芯光纤并入共聚焦显微镜中并在空间上将多个焦点（在这种情况下为七个）与确定性定位的纳米线阵列中的量子点匹配来实现多路复用。首先，我们报道了单纳米线量子点在共振双光子激发下双激子-激子级联发射的相干控制。然后，作为原理证明的演示，我们在纳米线阵列上执行并行光谱，以识别两个几乎相同的量子点在不同的位置，随后调谐到与外部磁场共振。然后实现来自这两个量子点的无背景单光子的复用。我们的方法，适用于所有类型的量子发射器，可以很容易地按比例放大到多路复用$>100$量子光源，提供了一个突破性的硬件光子为基础的量子技术。直接应用包括量子通信、量子模拟和量子计算。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
WISER: Systematic Design-Space Exploration of Trapped Ions with Multiplexed Control
University of Cambridge（剑桥大学）
WISER提出跨层设计空间探索框架，评估WISE全局控制囚禁离子架构的容错可行性，发现其可行空间狭窄，且布线可扩展性与逻辑吞吐量存在根本权衡，需大幅降低物理错误率和电路深度。
2026-10-05 cs.AR quant-ph
Non-local polarization alignment and control in fiber using feedback from correlated measurements of entangled photons
使用纠缠光子的偏振来编码量子信息的量子测量需要在空间上分离的观察者之间校准和对准测量基底。由于温度波动或外部机械振动引起的光纤中双折射的变化，光纤通道末端的偏振状态是不可预测的且随时间变化的。最初为经典光通信开发的偏振跟踪和稳定方法不能应用于偏振纠缠光子，其中单独检测到的光子是统计非偏振的，但量子力学相关。我们在这里报告一个快速的方法自动对准和动态跟踪的偏振测量基地之间的空间分离的探测器。该系统使用Nelder-Mead单纯形方法来最小化非本地测量的纠缠光子对之间观察到的符合率，而不依赖于经典的波长复用导频音或时间交错的偏振光子。在7.1 km部署的光纤环路以及受控漂移场景中演示了对准和控制。
2022-12-19 quant-ph
Factoring 2048-bit RSA Integers in 177 Days with 13436 Qubits and a Multimode Memory
我们分析了一个量子计算机架构的性能结合一个小处理器和一个存储单元。通过专注于整数分解，我们展示了与使用具有最近邻连通性的量子位的平面网格的标准架构相比，处理量子位的数量减少了几个数量级。这是通过利用时间和空间复用存储器来存储处理步骤之间的量子位状态来实现的。具体地，对于$10^{-3}$的特征物理门错误率，1微秒的处理器周期时间，假设阈值为0.75%，在177天内分解2048位RSA整数是可能的处理器由13436个物理量子比特和一个存储器组成，可以存储2800万个空间模式和45个时间模式，存储时间为2小时。通过插入额外的纠错步骤，1秒的存储时间被证明是足够的，在增加约23%的运行时间的成本。更短的运行时间（和存储时间）可以通过增加处理单元中的量子位数来实现。我们建议实现这样一个架构，使用微波接口之间的处理器与超导量子比特和多路复用存储器使用的原则，光子回波掺杂稀土离子的固体。
2021-09-28 quant-ph
Propagation Dynamics and Transient Amplification in Warm and Cold Atomic EIT Systems
本研究通过麦克斯韦-布洛赫模拟揭示，忽略传播动力学的OBE模型高估了EIT系统中的瞬态增益，多普勒平均抑制振铃，确立了冷热介质中增益的实际极限。
2025-09-26 quant-ph
Spatial spin-wave modulator for quantum memory assisted adaptive measurements
空间自由度的利用极大地增强了光的信息容量，但代价是对处理设备的严格要求。多模量子存储器构成了量子和经典信息处理的可行候选者;然而，充分利用高维资产需要灵活的处理技术。我们利用空间变化的交流斯塔克效应对存储在波矢复用量子存储器中的相干自旋波态进行任意一维相位调制。介绍了相位分布的远场和干涉近场表征。此外，一个单一的相干自旋波状态的时间上分离的部分读出之间的相干性被证明，通过条件自旋波调制提供自适应测量中的可能应用。
2019-02-19 quant-ph
Towards a Twisted Atom Laser: Cold Atoms Released from Helical Optical Tube Potentials
本文研究冷原子从螺旋光管势释放后的量子动力学，揭示束缚几何结构可形成空间相干的结构化波包，为实现扭曲玻色-爱因斯坦凝聚体和定向原子激光奠定基础。
2025-08-19 quant-ph
Emergence of spatial spin-wave correlations in a cold atomic gas
在准一维Rb原子样品中光学激发里德伯自旋波。成对自旋波关联是通过空间选择性地将量子态转移到光场和光的光电相关测量来观察的。的相关性被解释在退相的多重激发自旋波的长程里德伯相互作用。
2012-08-23 physics.atom-ph quant-ph
A Compact Cold-Atom Interferometer with a High Data-Rate Grating Magneto-Optical Trap and a Photonic-Integrated-Circuit-Compatible Laser System
冷原子干涉式加速度计的极端小型化要求为干涉仪子系统开发新的技术和架构。在这里，我们描述了几种组件技术和激光系统架构，以实现这种小型化。我们开发了一个定制的，紧凑的钛真空封装，包含一个微制造的光栅芯片的四面体光栅磁光阱（GMOT）使用一个单一的冷却光束。此外，我们设计了一种多通道光子集成电路兼容的激光系统，采用单种子激光器和单边带调制器以时分复用的方式实现，减少了连接到传感器头的光通道的数量。在包含真空封装的紧凑型传感器头中，GMOT中的亚多普勒冷却产生15 uK的温度，并且GMOT可以以20 Hz的数据速率操作。我们验证了原子的相干性与拉姆齐干涉测量使用微波光谱，然后演示了一个光脉冲原子干涉仪在重力仪配置为10 Hz的测量数据速率和T = 0 - 4.5 ms的询问时间，导致$Δ$ g / g = 2.0 e-6。这项工作是一个重要的一步，可部署的冷原子惯性传感器在大振幅运动动力学。
2022-09-01 physics.atom-ph quant-ph
Bell's inequality and universal quantum gates in a cold atom chiral fermionic p-wave superfluid
我们提出并分析了一个概率方案，利用可移动偶极阱中的原子与超流涡旋核内的未成对原子之间的受控碰撞，使空间分离的两个拓扑量子比特纠缠在$p_{x}+ip_{y}$超流中。我们讨论了如何用产生的纠缠来检验Bell不等式的违反。尽管纠缠态只能概率性地产生，但利用纠缠态可以实现一组通用的量子门\textit{deterministically}.
2007-10-25 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement like properties in Spin-Orbit Coupled Ultra Cold Atom and violation of Bell like Inequality
我们证明了最近在实验上合成的自旋-轨道耦合超冷玻色子原子的一般量子态（Y。J. Lin { \it等人}，Nature，{ \bf 471}，83，（2011））示出了运动自由度（动量）和内部自由度（超精细自旋）之间的纠缠。我们证明了对这种状态的类贝尔不等式（CHSH）的违反，这为验证基本原理提供了一个独特的机会，如量子非上下文性，用于验证空间上不分离的可观测量。详细分析了原子-激光系统产生的Rabi振荡及其对纠缠熵、Bell不等式违反等物理量的影响，并讨论了这一结果对用超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体等宏观量子对象检验量子非上下文性和Bell不等式违反的意义。
2015-03-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Manipulating cold atoms through a high-resolution compact system based on a multimode fiber
为了在空间受限的量子工程平台上操纵冷原子，我们研制了一种无透镜光学系统，其分辨率为$\sim$ 1 $μ$ m，横向尺寸仅为225 $μ$ m。我们使用具有高数值孔径的多模光纤，它直接将光引导到超高真空系统内。空间光调制器允许我们在真空光纤端通过数字光学相位共轭产生控制光束。作为演示，我们使用该系统的光学传输冷原子向在真空中的光纤端，加载它们在光学微陷阱和重新冷却它们在光学糖蜜。这项工作为将冷原子与其他光学，电子或光学机械系统相结合的装置开辟了新的前景，这些系统具有有限的光学通道。
2019-11-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optimal strategies for low-noise detection of atoms using resonant frequency modulation spectroscopy in cold atom interferometers
该研究通过含光学饱和、空间变参数及辐射压力的详细模型，理论探究冷原子干涉仪中共振频率调制光谱的最优信噪比参数区间，对比发现其在紧凑型干涉仪中优于荧光成像，但压缩原子源场景下荧光成像更优。
2024-12-10 physics.atom-ph quant-ph
Certification of high-dimensional entanglement and Einstein-Podolsky-Rosen steering with cold atomic quantum memory
结构化、高维纠缠态的出现为量子成像、信息处理和量子密钥分发带来了新的可能性。利用熵EPR操纵不等式，我们在量子存储系统中实验产生并表征了一个空间纠缠态，得到了$1.06\pm0.15$比特的真正违反，并证明了至少$0.70\pm0.15$ ebits的纠缠形成.最高的熵证人证明了广泛的实验可用的状态，给出了在嘈杂的系统或有损耗的量子信道的EPR转向应用的前景。
2019-03-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Realization of a stroboscopic optical lattice for cold atoms with subwavelength spacing
光晶格通常通过ac-斯塔克位移产生，其被衍射限制为周期性$\geλ/2$，其中$λ$是用于产生它们的光的波长。具有较小周期性的晶格可能对具有冷原子的多体物理学有用，并且可以通过具有亚波长特征的相移晶格的频闪应用产生。在这里，我们证明了一个$λ/4$间隔晶格频闪应用光学Kronig-Penney（KP）的潜力，使用空间相关的暗态产生的。我们直接探测周期性的$λ/4$间隔晶格通过测量的平均概率密度的原子加载到基态的晶格。我们在这个晶格中测量原子的寿命，并讨论了限制这种频闪方法的适用性的机制。
2020-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Information compression at the turbulent-phase transition in cold atom gases
处于热平衡的物理系统的统计性质与远离平衡的物理系统的统计性质明显不同。在后者中，涨落往往主导动力学，并可能以耗散相干结构的形式聚集在有序模式中。在这里，我们研究了冷原子云的过渡，驱动接近尖锐的电子共振，从稳定到动荡的阶段。从原子密度分布-测量使用空间分辨泵浦探测技术-我们计算了香农熵在两个不同的基组。信息压缩，对应于香农熵的最小值，已被观察到在临界状态下，系统波动组织成高阶（低熵）模式。由于与所使用的表示无关，该特征是经历相变的大量物理系统所共有的性质。
2022-11-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
