基于回波的量子存储器

基于时间调制refractive index的二能级系综光子量子存储：与梯度回波存储的等价性

Photonic quantum memory in two-level ensembles based on modulating the refractive index in time: equivalence to gradient echo memory

我们提出了一个量子存储协议，允许存储光的合奏的两个级别的原子，例如，稀土离子掺杂到晶体中，通过调制的折射率的主机介质的原子线性的时间。我们表明，在某些条件下，所得到的动态是等效的梯度回波记忆协议，它依赖于原子共振频率的空间梯度的基础。我们讨论了实验实施的前景。

多模纳米拉曼回波量子存储器

Multi mode nano scale Raman echo quantum memory

提出了一种低损耗磁表面等离子体激元（SPP）模式，其特征在于在介质和负折射率超材料界面上具有增强的电场分量和亚波长限制。我们证明了利用拉曼原子跃迁的光子回波量子存储器存储和完全恢复低损耗磁SPP场的可能性。我们描述了所提出的技术的具体性质，这为高效的纳米尺度多模量子存储器提供了可能性。

梯度回波存储器的精确解及梯度频率梳的解析处理

Exact solution of gradient echo memory and analytical treatment of gradient frequency comb

梯度回波存储器（GEM）利用光子回波机制，高效、逼真地存储和提取光子波包。它是量子存储应用的重要技术。通过打破梯度吸收结构的连续性，该方案成为梯度频率梳（GFC），它是GEM和原子频率梳（AFC）的混合。为了阐明梯度回波的非平凡场-原子演化，我们导出了在任意光学厚度介质中，具有任意线性跃迁频率梯度的梯度回波的精确解析解，并讨论了其物理过程.在此基础上，我们进一步提出并分析了两种类型的GFC，一种是具有阶梯梯度的GFC，另一种是具有间断梯度的GFC。

利用相干光子回波存储器实现光脉冲的精确光谱操纵

Precision spectral manipulation of optical pulses using a coherent photon echo memory

光子回波方案是高效率相干光存储器的优秀候选方案。它们能够进行高带宽的多脉冲存储、脉冲重排序，并且在理论上已被证明与量子信息应用兼容。一种特定的光子回波方案是梯度回波存储器（GEM）。在该系统中，在光传播方向上诱导原子频率梯度，导致光谱沿着存储介质的长度的傅立叶分解。这种傅立叶编码允许对存储的光进行精确的光谱操作。在这封信中，我们展示了使用GEM的光脉冲的频移、光谱压缩、光谱分裂和精细色散控制。

双梯度回波与电磁诱导透明存储器中的谱时域处理

Spectrotemporal processing in a dual gradient echo and electromagnetically-induced transparency memory

针对光量子信息谱时域处理需求，本研究在由梯度回波存储与电磁诱导透明操作构成的双量子存储器系统中模拟分数阶傅里叶变换，验证了该类系统用于谱时域处理的潜力。

基于最优QED腔中光子回波的高效多模量子存储

Efficient multi-mode quantum memory based on photon echo in optimal QED cavity

本文提出在最优QED腔中利用多原子系综实现多模光子回波量子存储，解析给出效率可达100%的条件，并通过数值估算验证了其高效性。

沉默回声的复活与光的量子存储

Revival of Silenced Echo and Quantum Memory for Light

我们提出了一个原始的量子存储协议。它属于重定相过程，与双脉冲光子回波密切相关。众所周知，由重定相脉冲产生的强粒子数反转阻止了普通双脉冲光子回波用作量子存储方案。实际上，增益和自发发射产生禁止噪声。第二个$π$脉冲可用于同时反转原子相位并使原子回到基态。然后，从非反转介质辐射二次回波，避免增益和自发发射噪声的污染。然而，必须消除主回波，以便保留辅助信号的所有信息。在目前的工作中，空间相位失配被用来沉默的标准双脉冲回波。提出了一个实验演示。

光学量子存储器的回波协议

Echo protocols of an optical quantum memory

本文基于新解析结果分析了光子回波量子存储协议，重点研究光谱色散与非线性相互作用的影响，利用光子回波面积定理推导出描述弱强信号脉冲存储的闭式解析解，明确了实现高效率的条件，并探讨了其在量子中继器中的应用潜力。

充分利用自然非均匀展宽的光子回波量子存储器

Photon echo quantum memory with complete use of natural inhomogeneous broadening

本文提出一种新型原子重定相主动机制，可在任意初始非均匀展宽下完美恢复存储光场，并利用所有共振原子最大化光学深度，为高效光子回波量子存储器的实际实现开辟了广阔道路。

梯度回波记忆中的扩散效应

Diffusion Effects in Gradient Echo Memory

我们研究了扩散对$Λ$ -梯度回波存储器的影响，这是一种使用热气体的相干光量子存储器。该存储器的效率对于短存储时间是高的，但是随着存储时间的增加，由于退相干而呈指数下降。我们研究了纵向和横向扩散在这个记忆系统中的影响，并给出了分析和数值计算结果是一致的。我们的研究结果表明，扩散的效率有显着的影响。此外，我们提出了减少这些影响以提高存储效率的方法。

宽带AFC光子回波量子存储器

Towards broadband AFC photon echo quantum memory

研究了用于实现宽带窄谱线光子回波量子存储器的非均匀加宽原子跃迁中窄谱线周期结构（AFC-结构）的最佳光谱设计，研究了不同原子介质光谱参数对AFC-回波恢复中负色散效应抑制的影响.已经为所创建的AFC结构构建了指定的光谱量子效率的地图，其特征在于不同的光谱设计，精细度和光学深度。在分析的基础上，讨论了高效宽带AFC协议实验实现的可能途径。

光子回波技术中实现短脉冲光量子存储的可能性

The Possibilities of the Quantum Memory Realization for Short Pulses of Light in the Photon Echo Technique

分析了光子回波技术中记录、存储和重建短单光子波包的可能性。从理论上研究了光子场和介质参数对光子量子态重构质量和精度的影响。

全光光子回波与芯片存储

All-optical photon echo and memory on a chip

我们证明了光子回波可以通过全光学手段，使用一个阵列的芯片上的高精细环形腔，其参数啁啾的方式，以支持等距光谱的腔模式。当发射到这样的系统中时，经典或量子光信号-甚至是单光子场-在各个腔之间分布，在明确定义的延迟时间内产生显著的相干回波复兴，由腔参数的啁啾控制。这种效应使得高吞吐量宽带光延迟和量子存储器的存储时间长。

基于光子回波的光压缩态量子存储器

Photon-echo-based quantum memory for optical squeezed states

有效实现光压缩态的存储和读出是连续变量量子信息处理的关键。本文研究了基于混合光子回波重定相（HYPER）的原子中传输光压缩态的量子存储（QM）。光学量子态被记录在原子系综的基态的两个子能级中，实现长寿命量子力学。考虑到原子衰变的噪声效应，我们的估计表明，用目前可用的技术，可以获得大于经典保真度阈值81.5%的高纯度。我们的工作为实现高效、可靠的基于光子回波的压缩光存储提供了一定的实际指导。

基于受激光子回波的光存储器保真度

Fidelity of an optical memory based on stimulated photon echoes

我们研究了在基于受激光子回波的光存储器中，在存储和检索过程中编码到光脉冲的相对相位和幅度中的信息的保存。通过在电信波长处干涉在Ti内扩散的单模掺铒LiNbO $_{3}$波导结构中产生的光子回波，我们发现，只要数据脉冲序列与原子退相干时间相比较短，原子介质中的退相干仅转化为信息的损失（而不是退化）。实验测得干扰回波的可见度接近100%。除了预期的三脉冲光子回波干扰，我们还观察到由于四脉冲光子回波的干扰。我们的研究结果对于未来的长距离量子通信协议特别感兴趣，该协议依赖于光和原子之间高保真的量子态的可逆转移。

基于交流斯塔克梯度回波存储器的宽带高效量子存储器

Broadband and efficient Quantum Memory Using ac Stark Gradient Echo Memory

提出了一种利用交流斯塔克效应产生的虚拟磁场的量子态光存储方法，该方法利用室温原子蒸气实现高存储效率和大带宽的光存储。在这种被称为交流斯塔克梯度回波存储器（ASGEM）的方法中，已经示出了采用与铷的D1线远失谐（约127 THz）的约纳秒交流斯塔克脉冲的可能性，并且创建了具有以约GHz带宽存储光子的可能性的原子介质，其中存储和检索效率超过90%。作为梯度场强度和光学深度的函数的效率的等值线图，基于三能级Maxwell-Bloch方程，模拟以更好地理解实验参数优化。

QED腔中自然非均匀展宽原子的非共振拉曼回波量子存储

Off-resonant Raman echo quantum memory on atoms with natural inhomogeneous broadening in optical QED cavity

提出了一种在非共振拉曼原子跃迁的最佳QED腔中实现基于光子回波的量子存储的新方案。该方案采用原子系综，其特征在于由任意窄的均匀光谱分量组成的共振线的光学薄共振跃迁和自然的非均匀加宽。该方案提供了鲁棒的和相当简单的相干控制的光原子动力学，可以通过使用现有的光学技术实现，并打开了一个实用的方法，实现高效的长寿命多模光量子存储器。

利用慢光和梯度回波对偶性的混合量子存储器

Hybrid quantum memory leveraging slow-light and gradient-echo duality

提出结合梯度回波存储与电磁诱导透明协议的混合量子存储器，实现光谱-时间模式的时频双向转换，增强量子通信网络互操作性。

在改进的光子回波中理解集体原子的相位控制，用于接近完美的，存储时间扩展的量子存储器

Understanding of collective atom phase control in modified photon echoes for a near perfect, storage time extended quantum memory

通过求解麦克斯韦-布洛赫方程组，在三能级系统中分析了一个近似完美的、存储时间扩展的基于光子回波的量子存储协议。后向光子回波方案与经由控制拉比触发到第三状态的受控相干转换过程相结合，其中控制拉比触发共同地使系综相干的相位移位。光子回波的传播方向由数据（量子）和控制（经典）脉冲之间的相位匹配条件相干地确定。本文讨论了在三能级系统的单重相位光子回波和双重相位光子回波方案中，通过控制控制脉冲，量子态的相位和传播方向的经典可控性。与二能级光子回波的应用相比，三能级系统的Maxwell-Bloch方程在与任意控制脉冲区域相互作用时，其相位变化有一个严格的限制。

梯度回波量子存储器的多模特性和动力学

Multi-Modal Properties and Dynamics of the Gradient Echo Quantum Memory

我们研究了最近提出的梯度回波记忆（GEM）计划的光学和原子系统之间的信息映射的属性。我们表明，GEM可以描述的动态形成的极化激元在k空间。该图突出了存储过程外部控制的灵活性和稳健性。我们的研究结果还表明，GEM是一种频率编码存储器，它可以准确地保持具有大的时间带宽产品的信号的形状，即使在中等的光学深度。在更高的光学深度，我们表明，GEM是一个高保真的多模量子存储器。

基于二能级原子的光场梯度回波量子存储

Gradient Echo Quantum Memory for Light using Two-level Atoms

我们提出了一种类似于核磁共振梯度回波的光量子存储器。我们的建议是理想的完全有效的，并提供了简化目前的3级量子存储方案的基础上控制非均匀加宽。我们的方案不需要辅助光场。相反，输入光脉冲仅与具有线性增加的斯塔克位移的二能级原子相互作用。通过简单地反转原子斯塔克位移的符号，脉冲在向前的方向上被恢复。我们提出了这个计划的分析，数值和实验结果。我们报告的实验效率高达15%，并建议简单的可实现的改进，以显着提高效率。

Optimization of the Memory Reset Rate of a Quantum Echo-State Network for Time Sequential Tasks

Quantum reservoir computing is a class of quantum machine learning algorithms involving a reservoir of an echo state network based on a register of qubits, but the dependence of its memory capacity on the hyperparameters is still rather unclear. In order to maximize its accuracy in time--series predictive tasks, we investigate the relation between the memory of the network and the reset rate of the evolution of the quantum reservoir. We benchmark the network performance by three non--linear maps with fading memory on IBM quantum hardware. The memory capacity of the quantum reservoir is maximiz…

Observation of cross phase modulation in cold atom gradient echo memory

Strong nonlinear interactions between single photons have important applications in optical quantum information processing. Demonstrations of these interactions in cold atomic ensembles have largely been limited to exploiting slow light generated using electromagnetically induced transparency (EIT). However, these EIT implementations have limited achievable phase shifts due to spontaneous emission. Here, we demonstrate and characterize a scheme free from these limitations using gradient echo memory with inferred single photon phase shifts of $0.07\pm0.02$ $μ\text{rad}$. Excellent agreement wit…

基于光子回波的QED腔量子存储协议

Quantum memory protocol in QED cavity based on Photon echo

提出了一种基于多原子系统与腔场光模共振相互作用的光量子存储新方案。量子存储器是使用共振原子跃迁的非均匀加宽的可控反转和与相邻原子跃迁共振的附加短2激光脉冲的碰撞相互作用（应要求）来实现的。我们证明了量子存储协议对于任意存储时间都是有效的，并且可以用于场-原子演化中的瞬态纠缠态的新量子操纵。预测了光场的快速吸收和发射效应。

光子回波量子存储器中的态变换

State transformation in photon-echo quantum memory

量子存储器是量子中继器和线性光量子计算机的关键器件。除了存储器之外，中继器和计算机还需要借助于酉变换来操纵量子态，这通常使用干涉光学设置来实现。实验研究了光子回波型原子-光相互作用，探讨了将存储与控制量子态转换相结合的可能性。作为一个例子，我们展示了明确的状态歧视的量子位和量子位在Ti：Er：LiNbO $_3$波导冷却到3 K使用状态编码成大的合奏相同的准备光子叠加不同的时间模式。我们的方法具有很高的鲁棒性和灵活性，使其有望用于量子通信和计算以及精确测量。

原子包埋量子存储器中自旋回波的量子操作

Operating Spin Echo in the Quantum Regime for an Atomic-Ensemble Quantum Memory

自旋回波技术是一种有效的延长原子或核相干时间的技术，它可以克服由于非均匀加宽而引起的退相效应。然而，将这种技术应用于单量子级的基于集合的量子存储器仍然具有挑战性。在我们的实验研究中，我们发现，由于不完善的重相脉冲的噪声是高度定向。通过适当安排光束方向和优化脉冲保真度，我们成功地在量子范围内操作自旋回波技术并观察到非经典光子-光子相关性。与不施加重定相脉冲的情况相比，量子存储器寿命延长了5倍。我们的工作首次证明了利用自旋回波技术在单量子水平上延长基于系综的量子存储器寿命的可行性。

梯度回波存储器中图像的空间可寻址读出和擦除

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。

梯度回波存储器中的空间模式存储

Spatial mode storage in a gradient echo memory

三能级原子梯度回波存储器是一种有效的量子存储和线性光量子计算的候选方案。在本文中，我们研究的空间多模性质的一个Escherda-GEM系统。使用高速触发CCD，我们演示了复杂的空间模式和图像的存储。我们还提出了一个原则上的空间复用演示显示选择性召回存储的自旋波的空间元素。使用我们的测量，我们考虑原子蒸气内的扩散效应，并研究其在空间退相干中的作用。我们的测量使我们能够量化由于扩散和非均匀控制场散射的空间失真，并将其与理论模型进行比较。

梯度回声存储器中图像的时间多路复用存储

Temporally multiplexed storage of images in a Gradient Echo Memory

我们研究的存储和检索的图像在热原子蒸气使用梯度回波存储协议。我们证明，这种技术允许存储多个空间模式。我们研究了空间和时间复用存储在原子蒸气中的两个不同的图像序列。原子扩散对空间分辨率的影响进行了讨论和实验表征。对于短的存储时间，检索到的图像与其输入之间的归一化互相关为88%。

量子计算机中的光子回波量子RAM集成

Photon echo quantum RAM integration in quantum computer

本文分析了在量子电动力学腔中，基于原子共振系综的多量子比特回波量子存储器与量子计算机的有效集成。在这里，一个原子系综与可控的非均匀加宽被用于量子存储器节点和其他原子系综的特征在于均匀加宽的谐振线被用作处理节点。我们已经找到了针对该分析的物理方案修改的多量子比特量子存储器的有效集成的最佳条件，并且我们已经确定了自时间模式的指定形状，该自时间模式提供了量子存储器节点和任意处理节点之间的光子量子比特的完美可逆传输。这些结果为利用高效的多比特量子存储器实现全尺寸固态量子计算开辟了道路。

双轨光学梯度回波存储器

Dual-rail optical gradient echo memory

我们介绍了一种方案的并行存储的频率分离的信号在光存储器中，并证明了这种双轨存储是一个合适的存储器高保真度的频率量子比特。利用梯度回波存储技术，将这两个信号同时存储在冷原子系综的塞曼分裂拉曼吸收谱线中。分裂塞曼存储器的分析表明，存储器可以被配置为保存频率分离信号的相对幅度和相位。在一个实验演示双频脉冲召回效率为35%，82%的干涉条纹可见度，和6度相稳定性。频率量子比特存储器的保真度受到频率相关的极化旋转和环境磁场波动的限制，我们的分析描述了如何在替代配置中解决这些问题。

利用光子回波量子存储方法对携带量子信息的光子进行时间压缩

Temporal compression of quantum information-carrying photons using a photon-echo quantum memory approach

本文研究利用光子回波量子存储技术对携带量子信息的光脉冲进行时间压缩与解压缩，证明读取效率可达1且量子信息不受扰动，为未来量子通信网络提高量子比特速率和带宽匹配提供新思路。

为什么双脉冲光子回波不是一个好的量子存储协议

Why the two-pulse photon echo is not a good quantum memory protocol

在本文中，我们认为双脉冲光子回波序列作为一个潜在的量子光存储协议。人们普遍认为，双脉冲方案应导致非常低的效率，因此与该特定应用无关。我们通过使用Tm ${}^{3+}$：YAG晶体的实验表明，这样的协议相反是非常有效的，甚至太有效，被认为是一个很好的量子存储协议。我们的实验工作使我们能够一方面指出这种方案的真正局限性，另一方面指出它的好处，这可以成为灵感的来源，以构思更有前途的程序与稀土离子掺杂晶体。

非均匀加宽二能级原子中的光子回波量子存储

Photon echo quantum memories in inhomogeneously broadened two level atoms

在这里，我们提出了一种固态量子存储器，不需要光谱烧孔，而是使用像传统的光子回波技术的强重定相脉冲。存储器使用外部加宽场来减小光学深度，从而在需要时关闭集体原子-光相互作用。所提出的存储器应该允许在更宽范围的材料系统中以合理的效率操作，例如在1.5 μ m处具有跃迁的Er 3+掺杂晶体。我们提出的分析理论支持的数值计算和初步实验。

超高光深冷原子系综中的梯度回波存储

Gradient echo memory in an ultra-high optical depth cold atomic ensemble

量子存储器是量子中继器的一个组成部分，量子中继器将允许将量子密钥分发扩展到被动传输所允许的通信范围之外。这种应用的量子存储器需要非常高效，并且具有接近毫秒的相干时间。在这里，我们报告的工作，实现这一目标的$^{87}$ Rb磁光阱的发展与峰值光学深度为1000的D2 $F=2 \rightarrow F'=3$过渡使用空间和时间的黑点。利用该冷原子系综实现梯度回波存储器（GEM）方案。我们的数据显示了$80\pm 2$ %的存储效率和高达195 $μ$ s的相干时间，这是一个因素的四个以上的GEM实验中实施的暖蒸汽细胞。

通过梯度回波记忆协议实现里德堡自旋波的复用存储和相互作用

Multiplexed storage and interaction of Rydberg spinwaves via the gradient echo memory protocol

研究里德堡激发与GEM协议集成受运动去相阻碍的问题，提出新型多光子寻址和接口方案，通过特定驱动场延长里德堡自旋波寿命，实现多模量子存储器中长寿命自旋波的存储、操纵及相互作用控制，为相关应用提供途径。

零场几何自旋回波

Geometric spin echo under zero field

自旋回波是量子寄存器和生物医学成像的基本工具。据信，自旋回波需要强磁场来提供长记忆和高分辨率，因为在零磁场下不能控制或寻址简并自旋。虽然简并尾旋永远不会受到动力学控制，但它仍然受到几何控制。在这里，我们显示了一个简并自旋子系统的自旋回波，这是几何控制通过一个介导状态分裂的晶体场，在金刚石中的氮空位中心。演示表明，简并自旋是由称为零场分裂的固有对称性破缺保护的。零场下的几何自旋回波提供了一种理想的方法来保持相干性，而没有任何动力学，从而打开了通往伪静态量子随机存取存储器和非侵入式生物传感器的道路。

冷原子中的AC斯塔克梯度回波存储器

An AC Stark Gradient Echo Memory in Cold Atoms

量子计算和量子密钥分发的新兴领域已经产生了对量子存储器的需求。梯度回波存储器方案是光存储的量子存储器候选者，其可以拥有接近统一的效率，以及与两个或三个能级原子一起工作的灵活性。该方案的关键是在存储器中放置的频率梯度。目前，三个级别的实现使用塞曼梯度和温暖的原子。在本文中，我们模拟了一种新的梯度创建机制-交流斯塔克效应-梯度创建和场切换时间的灵活性提供了改进。我们提出了这个方案与移动到冷原子（~1 mK）。这些温度将增加可能的存储时间，并且小的系综体积将使得能够在合理的激光功率下实现大的ac斯塔克位移。我们发现，可以产生实验上可实现的激光功率和捕获量的MHz的顺序的存储器带宽，具有高精度的梯度创建和切换时间的顺序纳秒可能的。通过观察该系统中存在的不同退相干机制，我们确定相干时间为10毫秒的量级是可能的，延迟带宽积约为50，效率超过90%。

电磁诱导透明在中等失谐下辅助拉曼梯度回波存储器，其效果依赖于梯度顺序

Electromagnetically-induced transparency assists the Raman gradient echo memory at moderate detuning, dependent on gradient order

本研究针对三能级系综光存储器的散射损耗问题，发现电磁诱导透明可在中等失谐下辅助提升拉曼梯度回波存储器效率，且效率依赖梯度施加顺序，通过理论与实验验证了该关联。

Elimination of Noise in Optically Rephased Photon Echoes

Photon echo is a fundamental tool for the manipulation of electromagnetic fields. Unavoidable spontaneous emission noise is generated in this process due to the strong rephasing pulse, which limits the achievable signal-to-noise ratio and represents a fundamental obstacle towards their applications in the quantum regime. Here we propose a noiseless photon-echo protocol based on a four-level atomic system. We implement this protocol in a Eu3+:Y2SiO5bcrystal to serve as an optical quantum memory. A storage fidelity of 0.952 is obtained for time-bin qubits encoded with single-photon-level coheren…

无反转、无噪声的拉曼回波

Inversion-free, noiseless Raman echoes

利用双光拉曼重相位技术，研究了固体介质中非均匀加宽自旋系综中的无反转共振拉曼回波，其中拉曼光场激发的自旋相干性具有冻结的传播矢量。与光子回波不同，光子回波的量子存储应用由于π重定相脉冲诱导的粒子数反转引起量子噪声而受到严格限制，光学拉曼场激发的自旋回波由于冻结的传播矢量而固有地沉默。因此，双相位拉曼回波可以直接应用于无粒子数反转环境中的量子界面。

多能级量子力学转子中的回波光谱

Echo Spectroscopy in multi-level quantum-mechanical rotors

分子的旋转回波响应被发现强烈地依赖于两个超短激光脉冲之间的延迟，而不是二能级系统。我们研究了这种依赖性的实验和理论，并表明，通过明智的控制第二脉冲强度，“旋转回波光谱”在一个多层次的分子系统成为可能。

迈向高效4能级光子回波存储器的进展

Progress towards efficient 4-level photon echo memories

本研究在Er:YSO中使用4能级重相位放大自发辐射协议实现了高效自旋存储量子存储器，召回效率达80%，支持70个时间模式存储，并展示了ASE和RASE场间的非经典相关性，为量子网络和量子计算应用提供了明确改进路径。

量子存储器中双重相位光子回波方案中受控拉比翻转的分析

Analysis of controlled Rabi flopping in a double rephasing photon echo scheme for quantum memories

分析了基于受控拉比翻转的无反转光子回波量子存储器的双重相位光子回波，其中拉比翻转用于原子相干性的相位控制。不同于在单个重定相方案中重定相引起的π相移，在激发态和辅助第三态之间的控制拉比跳跃引起相干反转。因此，在双重定相方案中的吸收性光子回波可以经由受控拉比触发被操纵为发射性的。在这里，我们提出了一个量子相干性控制的原子相位的双重相位光子回波计划的发射光子回波的量子存储器的应用。

用于量子存储器的可控交流斯塔克回波

A controlled ac Stark echo for quantum memories

提出了一种基于受控拉比触发的双重相位光子回波方案的受控交流斯塔克回波（CASE）量子存储协议。光子回波的双重重定相方案本质上满足量子存储器的无粒子数反转要求，但由此产生的吸收回波一直是一个基本问题。在本研究中，首先，在双重相方案中的第一个回波动态控制不影响第二个回波通过使用不平衡的交流斯塔克位移。其次，控制拉比脉冲相干地操纵第二回波以经由受控相干转换发射。由于交流斯塔克场的远离共振，本协议可以应用于量子存储器的实时擦除，缓冲和复用的波长选择性动态控制。

相互作用系统中的量子可逆性和回波

Quantum Reversibility and Echoes in Interacting Systems

在Echo实验中，对自由度总数的子集执行不完美的时间反转操作。为了捕捉这些实验的物理特性，我们引入了部分保真度，玻尔兹曼回波，其中只有部分系统的自由度可以时间反演。我们提出了玻尔兹曼回波的半经典计算。我们表明，随着时间反演操作进行得越来越准确，玻尔兹曼回波的衰减率饱和在一个值的控制自由度的退相干率，由于他们的耦合到不受控制的。我们将这些结果与核磁共振自旋回波实验。

基于光子回波的量子存储器中的光退散效应分析

Analysis of Optical Deshelving in Photon Echo-based Quantum Memories

研究了利用强自旋态的光学去螺旋效应延长光子回波中的存储时间，研究了吸收相关的光泄漏，其中不完全的布居转移，即使是π光脉冲，也消除了去螺旋效应的相位恢复条件。我们分析了一个光学深度依赖的回声泄漏机制，在存储时间延长的光子回波的使用光学去隐藏光子回波为基础的量子存储器。

开关电场产生的光子回波

Photon Echoes Produced by Switching Electric Fields

我们通过控制Eu $^{3+}$：Y $_{2}$ SiO $_{5}$中$^{3+}$ $^{7}$ F $_{0}\leftrightarrow^{5}$ D $_{0}$光学跃迁的非均匀展宽，证明了Eu $^{3+}$：Y $_{2}$ SiO $_{5}$中的光子回波.该跃迁具有线性斯塔克位移，我们通过施加外部电场梯度诱导非均匀加宽。在光激发之后，反转场的极性使系综重新相位化，导致光子回波。这是第一次演示这样的光子回波和它的应用作为量子存储器进行了讨论。

用于基于回波的量子存储器的读出集成时间仓 qutrit 分析仪

A readout-integrated time-bin qutrit analyzer for echo-based quantum memories

提出一种利用多次部分读出投影时间仓 qutrit 的方法，实现互无偏基投影以表征任意量子态，并在原子频率梳存储中通过模拟和实验验证，引入复合脉冲实现快速连续部分读出。

基于系综的光存储器中量子水平的相干自旋控制

Coherent spin control at the quantum level in an ensemble-based optical memory

长寿命的量子存储器是量子网络中远程纠缠分布的长期目标的重要组成部分。这些可以通过将光的量子态存储为原子系综中的单自旋激发来实现。然而，自旋状态通常会受到不同的退相过程的限制，存储时间，这在原则上可以克服使用自旋回波技术。理论研究表明，这是具有挑战性的，由于不可避免的自发发射噪声在基于集成的量子存储器。在这里，我们展示了自旋回波操纵的平均自旋激发1在一个大的固态系综，通过存储产生的弱光脉冲。在大约1 ms的存储时间之后，我们以高信噪比光学地读出自旋激发。我们的研究结果为使用自旋回波技术进行任何基于集成的存储器的长时间光量子存储铺平了道路。

利用拉曼梯度回波过程实现光的存储和操纵

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。

相干瞬态中高斯脉冲引起的不完全重相

Gaussian pulse-induced imperfect rephasing in coherent transients

双重相位光子回波（DRPE）方案本质上满足量子存储应用的无粒子数反转条件，而由此产生的吸收相干性禁止回波辐射出介质。为了解决DRPE方案中的吸收回波问题，提出并讨论了一种受控双重定相回波协议，用于集体原子相位控制。然而，在DRPE方案中，典型的高斯光可能导致不完美的重新定相过程，导致光子回波的部分发射。在这里，单独的系综原子的重定相过程进行了彻底的调查，讨论不允许的回波观测DRPE计划，其最大效率高达26%的振幅。

二能级原子中的光子回波

Photon echo with a few photons in two-level atoms

为了在单光子水平上存储和检索信号，各种光子回波方案采取了复杂的准备步骤，涉及多能级原子中的辅助搁置态。这是第一次，我们在实验上证明了光子回波操作在这样一个低的信号强度，没有任何准备步骤，这使我们能够与仅仅两个能级原子。这种简化的方法依赖于所谓的“无声回声复兴”（ROSE）方案。通过使原子返回到回波发射之前的基态来获得低噪声条件。在本文中，我们在光子计数条件下管理ROSE，表明非常强的控制场可以与极弱的信号兼容，使ROSE符合量子存储器的要求。

Quantum dynamical echo in two-level systems

Evolution of quantum fidelity for two-level systems is studied in the context of periodic echo. From a general treatment for time independent case, we obtain a simple condition on the governing Hamiltonians under which the systems display periodic quantum echo. For a specific time dependent problem the quantum fidelity is shown to exhibit Rabi oscillation. This may be considered as a simple mechanism to generate periodic echo, except for a specific initial superpositional state in which case the fidelity remains invariant.