Influence of atomic motion on the collective effects in dense and cold atomic ensembles
我们表明，原子运动不仅导致显着的定量，但在某些情况下，也到密集和冷原子系综集体效应的定性修改，即使在这种情况下，当特征多普勒频移是几十倍小于自然线宽。观察到的影响被解释为由于抑制的亚辐射的原子的位移所造成的集体状态的影响。
2019-07-01 physics.atom-ph 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
The influence of evanescent waves on the nature of optical cooperative effects in atomic ensembles in a waveguide
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University（圣彼得堡彼得大帝理工大学）；Institute for Analytical Instrumentation of RAS（俄罗斯科学院分析仪器研究所）；Ioffe Institute（约费研究所）
研究倏逝波对原子团块中集体多原子效应的影响，揭示其对协同自发辐射过程和辐射传输性质的改变机制。
2026-04-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Preparation of hundreds of microscopic atomic ensembles in optical tweezer arrays
我们提出了可编程的二维阵列的微观原子系综组成的400多个网站，几乎均匀的填充和小的原子数波动。我们的方法涉及直接投影的光图案从数字图像处理设备具有高的空间分辨率到一个光学煎饼陷阱作为一个水库。这使得可以在单个步骤中以高占用数量和每个镊子的低功率要求装载大的镊子阵列。每个原子系综被限制为$\sim 1\,μ$ m $^3$，具有从20到200个原子的可控占据和（亚）泊松原子数波动。因此，它们非常适合于量子模拟和实现集体编码的里德堡原子量子比特的大阵列，用于量子信息处理。
2019-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Sequential quantum-enhanced measurement with an atomic ensemble
我们提出了一个量子增强的迭代（$K$步骤）测量方案的基础上的系综的$N$二能级探针渐近接近海森堡极限$δ_K \propto R^{-K/(K+1)}$，$R$的量子资源的数量。该协议的灵感来自Kitaev的相位估计算法，只涉及集体操纵和测量的合奏。迭代过程将具有精确度$δ_1\propto N^{-1/2}$的散粒噪声限制的主要测量值带到越来越精确的结果$δ_K\propto N^{-K/2}$。该算法的一个简单的实现，利用一个两个组件的玻色子原子云的精确测量的磁场。
2013-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Preparation of mesoscopic atomic ensembles with single-particle resolution
纠缠原子系综的分析及其在标准量子极限之外的干涉测量中的应用需要精确地确定原子的数目。我们提出了一种精确的原子荧光检测技术，该技术完全集成到一个实验装置中，用于产生多粒子纠缠量子态。单粒子分辨荧光测量$1$高达$30$原子。根据我们的噪声分析，我们推断，单原子分辨率扩展到一个有限的原子数的$390(20)$原子。我们利用精确的原子数检测来稳定激光冷却原子系综的原子数。对于按需制备的$7$原子的目标系综尺寸，我们实现了$92(2)\,\%$制备保真度，并使用磁光阱上的实时反馈达到低于散粒噪声水平的数波动$18(1)\,\mathrm{dB}$。
2019-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherence and Rydberg blockade of atomic ensemble qubits
我们证明了多原子系综量子比特的$|W\rangle$态编码。使用光学捕获的Rb原子的$T_2$相干时间是2.6（3）ms的$\bar N=7.6$原子和规模约成反比的原子数。两个系综量子比特之间的强里德堡封锁被证明与$0.89(1)$的保真度和$\sim \hspace{-.05cm}1.0$的保真度时，后选择控制系综激发。这些结果是原子系综确定性纠缠的重要一步。
2015-07-18 physics.atom-ph quant-ph
Teleportation of an atomic ensemble quantum state
提出了一种利用一对量子关联原子系综实现宏观原子系综的高保真量子态隐形传态的方案。我们展示了如何利用光与原子之间的准完美量子态转移过程来制备这对系综。我们的协议依赖于原子系综态的光学联合测量和磁反馈重建。
2004-07-30 quant-ph
Towards quantum state tomography of a single polariton state of an atomic ensemble
我们提出了一个方案，并对原子系综单极化激元态的产生和量子态层析成像进行了可行性研究。集体的非经典和非高斯态的系综产生的单个前向散射光子的检测。该状态随后通过使用强色散光-原子相互作用进行的原子状态层析成像来表征，然后对透射光进行零差测量。该建议是支持的初步实验结果显示投影噪声有限的灵敏度和模拟证明所提出的方法用于检测的介观原子系综的非经典和非高斯状态的可行性。这项工作是首次利用原子系综对离散-连续变量混合量子态进行处理的尝试。
2012-10-30 physics.atom-ph quant-ph
Retrieval of multiple spin waves from a weakly excited, metastable atomic ensemble
从一个多激发原子系综的光的发射进行检查，它示出了如何对称（自旋波）和非对称状态的激发辐射到空间上分离的场模式。这一观察结果对单光子产生和自旋波纠缠有潜在的应用，因为在原子相互作用的存在下，它可以导致孤立的单光子发射进入相位匹配场模式。
2012-03-14 physics.atom-ph quant-ph
Light-induced fictitious magnetic fields for quantum storage in cold atomic ensembles
本文提出利用光诱导虚拟磁场延长冷原子系综量子存储器寿命，通过精确控制交流斯塔克位移的偏振、空间和时间特性补偿涨落与不均匀性，实现简单通用的量子存储方案。
2024-06-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Efficient atomic clocks operated with several atomic ensembles
原子钟通常通过将本地振荡器（LO）锁定到单个原子系综来操作。在这篇文章中，我们提出了一个计划，LO被锁定到几个原子合奏，而不是一个。与传统方法相比，这导致指数级改进，并提供了时钟缩放的稳定性，如$(αN)^{-m/2}$，其中$N$是每个$m$系综中的原子数量，并且$α$是取决于用于锁定LO的协议的常数
2014-10-09 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
Dicke-like quantum phase transition and vacuum entanglement with two coupled atomic ensembles
在热力学极限下研究了两个相互作用原子系综系统的相干合作现象。值得注意的是，该系统表现出类似Dicke的量子相变和纠缠行为，虽然支配的哈密顿量是从根本上不同于自旋玻色子Dicke哈密顿量，提供了机会，研究集体物质光动力学与纯物质波。该模型可以用两个相互耦合的光学腔中的两个玻色-爱因斯坦凝聚体或原子系综来实现。两个独立样品之间的相互作用由虚光子交换引起。
2012-02-24 physics.optics quant-ph
Entanglement between more than two hundred macroscopic atomic ensembles in a solid
我们通过在包含许多具有不同共振频率的大原子系综的晶体中存储单个光子来创建多体纠缠态。由于类似于多缝衍射的干涉效应，光子在明确定义的时间重新发射。我们推导出一个下界的基础上的干涉和输入的单光子字符的对比度的纠缠合奏的数量，我们实验证明超过200合奏，每个包含十亿个原子之间的纠缠。此外，我们说明了这样一个事实，即每个单独的合奏包含进一步的纠缠。我们的结果是第一次证明了固体中许多宏观系统之间的纠缠，并为创造更复杂的纠缠态打开了大门。
2017-03-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Collective effects in the photon statistics of thermal atomic ensembles
我们研究了温度在350 ~ 450 K范围内的热碱金属蒸气的相干光的集体散射，对应于$0.7 λ$和$0.1 λ$之间的平均原子间距。我们建立了一个理论模型，将原子系综视为相干的、相互作用的、辐射的偶极子。我们证明了热系综的两次二阶关联函数可以用随机原子对的平均值来描述。我们的模型说明了良好的协议与实验结果。此外，我们展示了如何微调的实验参数可能使它有可能探索几个光子统计制度。
2021-07-12 physics.atom-ph quant-ph
Adiabatic passage of collective excitations in atomic ensembles
我们描述了一个理论方案，允许转移的量子态的原子集体激发之间的两个宏观原子系综定位在两个空间分离的域。这个概念是基于双激子暗态的发生，由于从两个原子系综的发射的集体破坏性量子干涉。利用受激拉曼散射对原子与光场耦合进行相干操作，暗态将从一个系综的激子态外推到另一个系综的激子态。这实现了原子系综之间量子信息的传输。
2003-06-27 quant-ph
Generating entangled light with atomic ensembles
由于一些问题，本文已被作者撤回。
2008-11-28 quant-ph
Scheme for implementing the Deutsch-Jozsa algorithm via atomic ensembles
我们提出了一个物理方案，实现Deutsch-Jozsa算法使用原子系综和光学器件。该方案对真实噪声具有内在的容错性，并在现有技术范围内对某些纠缠态的系综数目进行了有效的缩放。这将是通过原子系综实现更复杂量子计算的重要一步。
2005-10-18 quant-ph
Quantum dense coding via atomic ensembles without prior distributed entangled state
研究了一种利用原子系综实现量子密集编码的方案，该方案不需要量子纠缠态的先验分布。我们的方案还结合了另外两个明显的优点：原子系综量子比特具有长相干时间作为记忆量子比特和光子量子比特作为飞行量子比特。因此，我们的建议可能提供一个简单和容易的方法来证明量子密集编码实验通过原子系综。
2006-06-30 quant-ph
Broadband Quantum Memory in Atomic Ensembles
本文综述了原子系综中宽带量子存储器面临的“线宽-带宽失配”核心挑战、相关协议与硬件优势、基础理论扩展，并针对效率等三指标分析了其最先进性能，为该领域研究提供参考。
2023-02-06 physics.atom-ph quant-ph
A scaling law for light scattering from dense and cold atomic ensembles
计算了偏振光与冷原子系综散射的微分截面。数值分析了随着原子系综尺寸的增大，原子的截面的变化。我们表明，对于典型的实验条件下，可以得到一个近似的标度律。非常好的协议被发现在与实验数据的大小依赖性的87$Rb原子的密集和冷云的比较。
2012-03-31 physics.atom-ph quant-ph
Precision Minimally-destructive detection of ultra-cold atomic ensembles
本文提出一种基于色散光-原子相互作用的精密最小破坏性测量技术，用于制备具有目标原子数的超冷原子系综，并支持量子增强测量与干涉仪初始原子数态制备。
2025-06-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics and equilibration of Rydberg excitations in dissipative atomic ensembles
研究了弛豫作用下强相互作用原子里德堡态的共振光激发。我们采用量子随机（蒙特卡罗）波函数来模拟二维晶格中几十个原子的耗散动力学。我们表明，在典型的实验条件下，涉及缓慢的里德伯态衰减和相当大的放松原子相干性，在几微秒的时间尺度上的原子系综接近一个稳定的状态，其中大部分的原子之间的量子相关性已经衰减了。然而，稳定状态，表现出很强的经典相关性的里德伯激发概率。
2013-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Entangling many atomic ensembles through laser manipulation
提出了一种基于激光操纵和单光子探测的实验可行方案，在多个原子系综之间产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型最大纠缠.该方案具有对主要噪声的固有容错性和效率随系综数量的有效缩放，允许在当前技术的范围内最大限度地纠缠许多原子系综。这种多个系综的最大纠缠在量子非定域性、高精度光谱学和量子信息处理等方面有着广泛的应用。
2002-04-24 quant-ph
Scheme for preparation of nonmaximal entanglement between two atomic ensembles
我们提出了一个实验上可行的方案来产生两个原子系综之间的非最大纠缠。纠缠的程度很容易调节。该方案涉及激光操纵原子系综、可调四分之一波片和半波片、分束器、偏振分束器和单光子探测器，很好地适应了当前实验技术的现状。最后，我们利用系综的非最大纠缠态，通过检验Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式证明了量子非定域性。
2002-07-08 quant-ph
Scheme for preparation of mulipartite entanglement of atomic ensembles
描述了一个制备多原子系综W类最大纠缠态的实验方案。该方案基于激光对原子系综的操纵和单光子探测，很好地适应了当前实验技术的现状。此外，我们展示了W类态的一个应用，将一个未知系数的原子系综纠缠态传送到一个以上的远距离方，其中任何一个都有可能接收到传输的状态。
2003-10-27 quant-ph
Establishing EPR-channels between Nanomechanics and Atomic Ensembles
我们建议通过光量子总线的原子系综，其中高精度的状态准备，操作和测量的手段是可用的纳米机械系统的接口。这特别允许量子非爆破钟测量，将耦合系统、原子系综-纳米机械谐振器投射到纠缠EPR状态中。纠缠是可观察到的，即使是纳米谐振器最初远远高于其基态，并可用于从原子系综的机械系统的状态的隐形传态。
2008-12-10 quant-ph
On preparation of the W-states from atomic ensembles
考虑了一种利用强经典场的Raman相互作用制备W类态的三个原子系综的方案，并采用三个单光子探测器和两个分束器进行投影测量。得到的原子纠缠由每个系综的Dicke态或W态组成。
2003-06-26 quant-ph
Scheme for demonstrating Bell theorem in tripartite entanglement between atomic ensembles
我们提出了一个实验上可行的方案来证明量子非局域性，使用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）和$W$纠缠原子系综产生的一个新的发展的方法基于激光操纵和{}单光子探测。
2002-09-01 quant-ph
Dissipative Preparation of Spin Squeezed Atomic Ensembles in a Steady State
提出并分析了一种制备原子自旋压缩态的新方法。我们的方法涉及原子系综的集体耦合到一个开放的光学腔的衰减模式。我们证明了存在一个集体的原子暗态，从辐射场解耦。通过明确地构造这个态，我们发现它具有自旋压缩的性质，并且只受海森堡极限的限制。我们表明，这样的暗态可以确定性地准备通过耗散手段，从而把耗散成一个资源的纠缠。考虑到现实的缺陷的相位灵敏度的缩放进行了讨论。
2013-01-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Manipulation and storage of optical field and atomic ensemble quantum states
我们研究如何在光场和原子系综之间有效地操纵和存储量子信息。我们展示了如何使用各种非耗散转移方案将压缩真空态或纠缠态等量子态转移和存储到原子系综的长寿命基态自旋中。
2004-07-28 quant-ph
Diffraction effects on light-atomic ensemble quantum interface
我们提出了一个简单的方法，包括衍射的影响到一个光原子系综量子界面的集体变量的上下文中的描述。在进行散射计算时，我们挑出纯粹的几何效应。我们将我们的方法应用于实验相关的情况下，高斯形状的原子样品存储在单光束光偶极阱和探测的高斯光束。我们得到的相互作用的几何形状的效果的解析缩放关系，并比较我们的研究结果从1维模型的光传播的结果。
2004-03-29 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement storage in atomic ensembles
我们提出利用EPR关联光束在腔中纠缠宏观原子系综。我们展示了如何场纠缠可以几乎完美地映射到与系综的基态相关的长寿命原子自旋上，以及如何在可变存储时间后在退出腔的场中检索。这种连续变量的量子存储器对于量子网络中的纠缠控制是很有意义的。
2004-05-04 quant-ph
Quasideterministic generation of maximally entangled states of two mesoscopic atomic ensembles by adiabatic quantum feedback
我们提出了一种有效的准确定性方案来产生两个原子系综的最大纠缠态。该方案是基于总原子布居的量子非破坏测量和绝热量子反馈的测量输出的条件。该计划的高效率进行了测试，并确认数值理想的光电探测，以及在存在的损失。
2005-09-26 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Unconditional two-mode squeezing of separated atomic ensembles
我们提出了一个方案，无条件制备的双模压缩态的有效玻色子模式实现在一对原子系综集体相互作用的光学腔和激光场。该方案利用稳定原子基态之间的拉曼跃迁，并在理想条件下产生稳态的纯纠缠态。该方案适用于限制在一个单一的腔和合奏限制在单独的，级联的腔。
2006-02-08 quant-ph
Spatial distribution of optically induced atomic excitation in a dense and cold atomic ensemble
在JETP 112，246（2011）中的一般理论结果的基础上，我们计算了由弱单色光激发的稠密冷原子云中原子的空间分布。我们还研究了原子在云的不同部分的激发态的不同塞曼子能级上的分布。这种分布的原子激发的原子系综的密度和外部发射的频率的依赖关系进行了研究。我们表明，在云的边界区域的原子角动量的取向和对齐发生。原子激发的空间分布的分析表明，即使在这些参数制度的Ioffe-Regel判据的强本地化是满意的光本地化效应没有明显的迹象。然而，在偶极-偶极相互作用的标量近似的框架内进行的比较计算揭示了在某些条件下强局域化的明确表现。
2013-05-07 physics.atom-ph quant-ph
Application of adiabatic passage in Rydberg atomic ensembles for quantum information processing
综述了利用绝热快速通过和受激拉曼绝热通过相干控制原子系综里德伯量子态的方法。这些方法通常用于简单的二能级和三能级系统中的粒子数反转。我们表明，绝热技术使我们能够控制人口和相位动力学的复杂纠缠态的介观原子系综的量子信息处理与里德伯原子。基于绝热通过、里德伯阻塞和里德伯原子中的Förster共振，我们还提出了几种单量子比特和双量子比特的量子门方案。
2020-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Scheme for generating the cluster states via atomic ensembles
提出了一种利用原子系综产生团簇态的方案。该方案具有固有的容错功能，对实际噪声和缺陷具有鲁棒性。我们计划中使用的所有设施都在现有技术范围内。
2005-11-07 quant-ph
Process tomography of dynamical decoupling in a dense optically trapped atomic ensemble
原子系综在量子信息科学中有许多潜在的应用。由于集体增强，在高密度下使用系综增加了量子操作的整体效率，但同时也增加了碰撞率并导致更快的退相干。在这里，我们报告的实验与光学捕获的87 Rb原子演示了20倍的相干时间增加时，应用动态去耦序列与超过200 π脉冲。我们进行量子过程层析成像，并表明，使用去耦方案的光学深度为230的密集系综可以用作原子存储器的相干时间超过3秒。
2010-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus quant-ph
Spontaneous decay of an atom excited in a dense and disordered atomic ensemble: quantum microscopic approach
本文在文献[I. M. Sokolov等人，J. Exp. Theor. 112，246（2011）]，我们分析了在平均原子间间隔小于或相当于准共振辐射波长的条件下冷原子云中单个原子的自发衰变。除了衰变动力学，我们分析了共振的位移以及原子跃迁光谱形状的扭曲。
2016-01-14 physics.atom-ph 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
Entangler via Electromagnetically Induced Transparency with Atomic Ensembles
提出了一种利用原子系综中的电磁诱导透明效应实现多光场纠缠的方法。在原子系综中，通过电磁感应透明产生的原子自旋波可以用玻色算符来描述，并充当纠缠子。通过使用纠缠器，任何所需数量的非简并窄带连续变量纠缠场，在原则上，可以通过受激拉曼散射过程中产生，这在可扩展的量子通信和量子网络的应用中具有很大的希望。
2013-05-01 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
Decoherence of Atomic Ensembles in Optical Lattice Clocks by Gravity
光晶格钟现在可以通过在足够长的时间内积分的引力红移来分辨原子系综内小于1 mm的高度差。稳定性的进一步提高使得时钟能够解析原子系综内的子系统的高度差，该原子系综通常被询问为单个拉姆齐序列中的单个相干自旋态，导致相干自旋态的退相。通过引入用于三维光晶格的单层分辨成像系统，利用稳定性为$\lesssim 10^{-21}$的时钟可以观察到这种效应，并且对于对于三个轴对称分布的原子系综，该效应限制了时钟在$10^{-19}$周围的1s稳定性，这也是退相干的信号。对于处于纠缠态的原子，这可能是引力效应对量子态退相干的第一次观察，抑制其他系统位移来观察这种退相干似乎是可行的。
2022-02-03 physics.atom-ph quant-ph
Distributed phase-covariant cloning with atomic ensembles via quantum Zeno dynamics
基于量子芝诺动力学，我们提出了一个有趣的原子系综分布式轨道态量子克隆方案。这些原子系综由完全相同的三能级原子组成，被囚禁在由单模集成光学星形耦合器连接的远距离腔中。通过适当调节原子系综与经典光场之间的耦合常数，可以对这些量子比特进行控制，并且随着系综量子比特中原子数目的增加，腔衰减可以得到很大的抑制。利用解析结果可以得到每个克隆量子比特的保真度。该方案为量子通信网络的构建提供了一种新的思路。
2012-06-27 quant-ph
Beyond pure state entanglement for atomic ensembles
我们分析了量子物质-光界面中原子系综之间的多体纠缠。在我们的方案中，一束偏振光依次穿过几个偏振原子系综，它们以给定的角度α_i撞击在每一个原子系综上。这些角度是塑造纠缠的关键参数，因为它们直接与被压缩的集体原子自旋的适当组合有关。我们利用这样的计划超越纯态范式，提出现实的实验设置，以解决连续变量的多体混合态纠缠。
2011-11-04 quant-ph
Positive-P phase space method simulation in superradiant emission from a cascade atomic ensemble
数值模拟了级联能级原子系综的超辐射发射特性。相关的自发发射（信号然后闲频场）是由量子涨落引发的纯粹随机过程。我们利用正P相空间方法来研究原子的动力学和反向传播辐射。计算了不同光学深度原子系综的光场强度，研究了信号-闲频关联函数。较短的相关时间尺度为密集的原子系综意味着更广泛的光谱窗口需要存储或检索的闲置脉冲。
2012-01-12 quant-ph
Quantum supremacy with spin squeezed atomic ensembles
我们提出了一种方法来实现量子霸权使用合奏的量子比特，只使用自旋压缩，基础旋转，和Fock状态的测量。每个系综被假定为只能用它的总自旋来控制。使用重复序列的随机基旋转，然后挤压，我们表明，最终测量的概率分布迅速接近波特-托马斯分布。我们表明，采样概率可以与一个P-硬问题的复杂性缩放为$(N+1)^M$，其中$N$是在一个合奏和$ M $是合奏的量子比特数。该方案可以用热原子系综或冷原子系综实现。由于在典型的原子系综中有大量的原子，这允许使用适度数量的系综或门深度来访问量子霸权机制。
2022-04-25 quant-ph
Heralding Quantum Entanglement between Two Room-Temperature Atomic Ensembles
在单个节点之间建立量子纠缠对于构建大规模量子网络、实现安全量子通信、分布式量子计算、增强型量子精密测量和量子力学的基础测试至关重要。然而，共享纠缠仅在极低温度或良好孤立系中观察到，这限制了量子网络的实际应用。在这里，我们报告的实现预示着量子纠缠之间的两个原子系综在室温下，其中每一个包含数十亿个运动的原子。通过对映射出的纠缠态的量子干涉、纠缠度和关联测量，我们强有力地证实了在两个原子系综中存在一个离域的单激发。值得注意的是，原子系综的量子纠缠可以通过延迟选择的特性来操作，这说明了内置量子存储器的重要性。所展示的构建块为构建量子网络和在环境条件下在多个远程节点上分配纠缠铺平了道路。
2020-07-21 physics.optics quant-ph
A scheme for generating entangled cluster state of atomic ensembles
它在Ref中显示。[Phys.Rev.A77，045802（2008）]中指出，控制原子和原子样品与腔体色散相互作用的动力学可以用Jaynes-Cummings模型描述，原子样品的集体模可以类似于玻色子模。在这里，通过类比原子样品与腔的行为，我们提出了一个方案，产生原子系综的团簇态的腔QED。
2008-12-27 quant-ph
Scalable quantum information processing with atomic ensembles and flying photons
提出了一种基于原子系综和飞行光子的可扩展量子信息处理方案。使用里德伯封锁，我们在集体原子态中编码量子比特，与单原子情况相比，由于增强的相互作用，集体原子态可以快速容易地操纵。我们证明，我们提出的门可以应用于生成二维团簇态的测量为基础的量子计算。此外，原子系综还可以作为量子中继器，用于长距离量子态传输。我们证明了我们的方案在坏腔或弱耦合区工作的可能性，这可以大大放宽实验要求。对系综量子比特的有效相干操作使我们的方案能够在量子计算和使用原子系综的量子通信之间切换。
2009-10-04 quant-ph
Observation of optical filtering effects with four-wave mixing in a cold atomic ensemble
我们在冷原子气体的四波混频（FWM）过程中观察到了光学滤波效应。产生的光场脉冲边缘出现边峰，边峰在原子介质中无吸收地传播。理论分析表明，这些侧峰对应于产生信号脉冲的高频部分，说明原子不能及时响应电磁场的快速变化。相反，所产生的信号的低频分量在通过原子的传输期间被吸收。此外，我们还从实验上证明了利用原子系综中的拉曼跃迁可以存储后向边峰，并在以后恢复。
2014-10-30 physics.optics quant-ph
Scalable quantum computing with atomic ensembles
由激光场寻址的原子云组成的原子系综为量子信息的存储和量子信息在原子自由度和光学自由度之间的相干转换提供了一个有吸引力的系统。在一篇具有里程碑意义的论文中，Duan等人（DLCZ）[1]表明，原子系综可以用作量子中继器网络的节点，能够在相隔任意大距离的系统之间共享成对的量子纠缠。近年来，一些有希望的实验已经证明了这一建议的关键方面[2-7]。在这里，我们描述了一个方案的全尺寸量子计算与原子系综。我们的方案使用类似的方法已经证明实验，但信息处理能力远远超过量子中继器。
2008-04-07 quant-ph
