Carving complex many-atom entangled states by single-photon detection
我们提出了一种多功能的、有效的方法，通过对单个光子的探测来产生一系列复杂的多原子纠缠态。对于包含在强耦合光学腔中的原子系综，由弱单频或多频光照射，原子-光相互作用使透射光子的频谱与原子系综的集体自旋纠缠。简单的时间分辨检测的透射光子，然后项目的原子系综到一个理想的纯纠缠态。这种方法可以用现有的技术实现，每次试验的成功概率很高，并且可以产生复杂的纠缠态，如高保真度的多组分薛定谔猫态。
2015-10-26 physics.atom-ph quant-ph
Collective photon emission from symmetric states created with Rydberg atoms on a ring lattice
我们讨论了从环形晶格中制备的集体原子态中产生非经典光。这些状态是通过利用处于高能级的原子之间的强相互作用来实现的--所谓的里德堡态--并产生用于产生携带很少光子的电磁场激发的资源。我们描述了这些光子态的性质，表明它们是由环的几何形状，原子源态的结构和集体的光子发射，这是由晶格间距控制的相互作用。该系统允许创建具有明确定义的轨道角动量的单光子和在轨道角动量中纠缠的双光子状态。
2010-09-28 physics.atom-ph quant-ph
Atom-photon, atom-atom and photon-photon entanglement preparation via fractional adiabatic passage
我们提出了一个相对稳健的方案来产生（i）一个原子和一个腔光子，（ii）两个原子在它们的基态，（iii）两个光子在两个空间分离的高Q腔中的最大纠缠态。它是基于一个三能级原子通过腔模与一束激光之间的分数绝热相互作用。强调了光学相位的存在。
2004-12-07 quant-ph
Broadband photon-photon interactions mediated by cold atoms in a photonic crystal fiber
我们从理论上证明了光子-光子吸引可以在连续的散射态中被设计成光子对在填充冷原子的空芯光子晶体光纤中传输。原子在光晶格配置中规则地间隔开，并且光子被共振地调谐到内部原子跃迁。我们表明，硬核排斥导致饱和的原子跃迁诱导聚束集体原子光子模式（极化激元）的光子分量。聚束在高达几十GHz的频率范围内获得，并且可以通过原子间的分离来控制。我们提供了一个充分的分析解释这一现象，证明相关性的结果，从一个不匹配的量子化量的原子激发和光子在连续。甚至更强的相关性，可以观察到的间隙双极化激元束缚态。我们的理论结果使用的参数与当前的实验与Rb原子激发的D2线。
2015-12-08 quant-ph
Four-Photon GHZ Entanglement via Collective Two-Photon Coherence in Doppler-Broadened Atoms
基于原子-光子相互作用的明亮纠缠多光子源是实现基于光子量子系统的若干量子信息和量子计算方案的必要条件。在这里，我们实验证明了一个四光子偏振纠缠的GHZ态从多普勒展宽的原子系综87 Rb原子。由于多普勒展宽级联型原子系统中的集体双光子相干性，我们的装置能够产生具有0.82的保真度和0.58 Hz的测量的四光子平均符合率的鲁棒的四光子GHZ态。我们认为，从原子介质中产生这种明亮而稳定的多光子GHZ态是实现光子量子计算和基于原子-光子相互作用的实用量子网络的重要一步。
2021-04-05 quant-ph
Integrating two-photon nonlinear spectroscopy of rubidium atoms with silicon photonics
我们研究了一个由多个亚波长脊形波导组成的集成硅光子芯片，并将其浸没在一个带有铷蒸气的微池中。采用双光子激发，包括电信波长，我们观察到波导传输谱得到修改时，光子模式耦合到铷原子通过其倏逝尾。由于波导包层中的增强电场，原子跃迁可以在比自由传播光束情况小80倍的光子数$\approx$处饱和。原子包层Si波导的非线性比掺杂Si光子学中的最大可实现值大约4个数量级。所测得的光谱证实以及与广义的有效磁化率模型，其中包括Casimir-Polder电位，由于电介质表面，和飞行原子和倏逝波导模式之间的瞬态相互作用。这项工作铺平了道路走向小型化，低功耗，集成的混合原子光子系统与CMOS技术兼容。
2020-03-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Atom Nanooptics Based on Photon Dots and Photon Holes
提出并分析了在空间纳米尺度区域内局域化的新型光场。讨论了在原子光学中利用这些纳米局域场实现原子聚焦和局域化的可能性。
2003-09-26 quant-ph
Generation of atom-photon entangled states in atomic Bose-Einstein condensate via electromagnetically induced transparency
本文提出了一种在原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中产生光子与原子间连续变量纠缠态的方法。提出的方法涉及一个具有三个内态的原子BEC，一个弱量子化的探测激光和一个强经典耦合激光，它们形成一个三能级的Lambda型BEC系统。我们考虑的情况下，BEC是在电磁感应透明（EIT）的耦合激光比探测激光强得多。在这种情况下，上能级和中间能级是空的，因此它们的绝热消除使得有效的双模模型只涉及最低内部能级的原子场和量子化的探测激光场。原子-光子量子纠缠是通过激光与原子、原子间相互作用和双光子失谐产生的。研究了如何产生原子-光子纠缠相干态以及光子（原子）相干态与原子-（光子-）宏观量子叠加态之间、光子-MQS态与原子-MQS态之间的纠缠态。
2004-02-04 quant-ph
Engineering single atom and single photon sources from entangled atomic ensembles
我们讨论了偶极封锁技术在制备单原子和单光子源中的应用。给出了一个确定性的协议，用于在光阱中加载单个原子以及在期望的方向上喷射受控数量的原子。描述了一种具有光学控制的光束状发射图案的单光子源。
2002-03-17 quant-ph
Interference of photons from independent hot atoms
Palacký University（帕拉茨基大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
本研究通过光子相关测量实现了独立热原子发射体光的干涉，为多普勒自由光学光谱学提供了敏感且稳健的方法。
2026-02-18 physics.atom-ph physics.optics 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
Programmable atom-photon quantum interface
我们提出了一个可编程的原子-光子量子接口的实现，采用一个单一的捕获$^{40}$钙$^+$离子和单光子。根据其操作模式，界面可作为双向原子-光子量子态转换器，作为纠缠原子-光子态的源，或作为单光子的量子频率转换器。该接口特别适合于在混合量子网络中将离子与单个或纠缠光子进行接口。
2016-06-08 quant-ph
Transfer of spin squeezing and particle entanglement between atoms and photons in coupled cavities via two-photon exchange
研究了双光子耦合光腔中原子和光子子系统之间纠缠和自旋压缩的转移。每个腔包含一个单原子，与腔光子相互作用的双光子级联跃迁。对于初始可分离的纠缠双光子态，通过计算最优自旋压缩不等式来表征粒子纠缠。结果表明，粒子纠缠首先在不同腔中的光子之间产生，然后传递到原子。其基本机制是由双光子交换引起的腔间双轴扭转自旋压缩相互作用及其与腔内原子-光子耦合的最佳组合。指出了腔场光子的非局域双光子交换和局域原子-光子相互作用对自旋压缩和纠缠转移的相对影响。
2012-03-15 quant-ph
Trapped Atoms in One-Dimensional Photonic Crystals
我们描述了一维光子晶体，支持一个引导模式，适合于原子捕获内的单位细胞，以及第二个探测模式与强原子-光子相互作用。分析了一种新的混合陷阱，它结合了光学和Casimir-Polder力，在电介质纳米结构中形成中性原子的稳定陷阱。通过能带结构的适当设计，进入探测模式的原子自发发射速率可以超过进入所有其他模式的速率十倍以上。单原子反射率$r_0 \gtrsim 0.9$的引导探测场的前所未有的，应该使不同的研究光子介导的相互作用的一维原子链和腔QED。
2013-01-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Bose Condensation of Photons Thermalized via Laser Cooling of Atoms
玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）是在低温下实现的物质的量子相。光子是玻色子中最重要的种类之一，由于缺乏粒子数守恒，通常不会凝聚。我们最近描述了一个光子热化机制，它产生了一个巨正则系综的光与有效的光子数守恒之间的子系统和粒子库。这种机制发生在原子的多普勒激光冷却期间，其中原子用作温度库，而冷却激光光子用作粒子库。在这里，我们解决这个问题的可能性BEC的光子在这个激光冷却光子热化的情况下，理论上证明了玻色凝聚的光子可以实现通过冷却的两个级别的原子（实现与碱土金属原子）内的法布里-珀罗腔的合奏。
2018-09-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Artificial atoms can do more than atoms: Deterministic single photon subtraction from arbitrary light fields
我们研究了光子与人工原子相互作用的相互作用，在存在一个受控的退相。这种由多个独立散射体组成的人工原子可以表现出优于单个原子的显著性质，其中一个突出的例子是基于里德伯阻塞的超原子。我们证明了诱导的退相允许从任意入射探测场控制单个光子的吸收。这种独特的光子-物质相互作用工具为构建新型量子器件开辟了一条道路，并提出了几种潜在的应用，如单光子晶体管，高保真n光子计数器，或通过光子减法创建非经典光态。
2011-03-07 quant-ph
Entanglement swapping of atomic states through the photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转实现腔量子电动力学中原子态纠缠交换的方法。两个方案被认为是在其中我们使用三个和四个腔，分别加上一个额外的圆偏振光子。在与被困在腔内的原子相互作用后，系统演化为纠缠的原子-光子态。然后通过对整个原子-光子态的Bell态测量实现纠缠交换。
2010-05-07 quant-ph
Entangling Atoms in Photonic Crystals
提出了一种在光子晶体中实现二能级原子系统纠缠的方法。假设原子在光子晶体的空穴区域中运动。原子之间的相互作用通过缺陷模或通过共振偶极-偶极相互作用来介导。我们证明了这些相互作用可以产生纯纠缠原子态。我们分析的问题与现有的光子晶体和里德伯原子的典型参数。我们证明了原子可以从处于纠缠态的光子晶体中产生。根据晶体的线性尺寸和它们的速度，纠缠的原子可以分开几十厘米。
1999-01-26 quant-ph
Effective photon-photon interaction in a two-dimensional "photon fluid"
本文提出了一个有效的理论，描述了法布里-珀罗腔中二维光子流体中原子介导的光子-光子相互作用。用一组非简谐洛仑兹振子模拟原子，计算了有效相互作用的非简谐参数耦合常数。相互作用具有重整化二维δ函数势的形式，重整化尺度由系统的物理参数确定，例如原子密度和光子相对于原子共振频率的失谐。对于实际的参数值，扰动级数必须被图解，有效相互作用变得与非谐项的“裸”强度无关。由此产生的非线性克尔磁化率的表达式，是参数相等的一个发现较早的稀释气体的二能级原子。利用我们的结果的有效相互作用参数，我们推导出的光子流体的形成条件，无论是里德伯原子在微波腔和碱金属原子在光学腔。
2003-09-15 cond-mat physics.atom-ph quant-ph
Generating entangled atom-photon pairs from Bose-Einstein condensates
我们提出利用光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体的自发拉曼散射作为原子-光子对的源，其内部状态是最大纠缠的。在一个容易传输的粒子（光子）和一个容易捕获和相干操纵的粒子（超冷原子）之间产生纠缠将被证明对各种量子信息相关的应用是有用的。我们分析了自发拉曼散射产生的纠缠态的类型，并构造了一种能产生最大纠缠的几何结构。
2000-04-20 cond-mat physics.atom-ph quant-ph
Single atom optical gate and single photon source based on magnetooptical effects in a waveguide
本文发现波导中原子系综的磁光效应异常强烈，并据此提出真单光子源和单原子高效光门的新方案。
2025-05-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Superradiance for atoms trapped along a photonic crystal waveguide
报道了囚禁在光子晶体波导近场中的原子的超辐射现象。通过在铯原子的D $_1$跃迁附近制作带边的光子晶体波导，实现了囚禁原子与导模光子之间的强相互作用。短脉冲激发后，我们记录的导模发射的衰减，并找到一个超辐射发射率标度为$\barΓ_{\rm SR}\propto\bar{N}\cdotΓ_{\rm 1D}$的平均原子数$0.19 \lesssim \bar{N} \lesssim 2.6$原子，其中$Γ_{\rm 1D}/Γ_0 =1.1\pm0.1$是峰值单原子辐射衰减率到PCW导模和$Γ_{0}$是爱因斯坦- $A$系数的自由空间。这些进展为研究多体体系中光子介导的原子-原子相互作用提供了新的工具。
2015-03-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Phase-controlled atom-photon entanglement in a three-level V-type atomic system via spontaneously generated coherence
利用原子约化熵研究了V型三能级量子系统中原子-光子纠缠的动力学行为。结果表明，在稳态下，原子与光子之间存在纠缠，但在一定条件下，原子与光子之间也可以实现退纠缠。结果表明，在存在自发发射诱导的量子干涉时，约化熵和原子-光子纠缠是相位相关的。当完全考虑由自发发射引起的量子干涉时，也得到了非稳态解。
2012-10-12 quant-ph
One-photon wavepacket interacting with two separated atoms in a one-dimensional waveguide: Influence of virtual photons
本文研究了一维波导中单光子波包与双原子的散射问题。我们研究了非旋转波近似项的作用，以正确地考虑原子之间交换的虚光子的影响。这些条款的影响显着的反射和透射场，施加严格的约束，其时间包络。
2014-11-03 quant-ph
Atom-atom entanglement by single-photon detection
如Cabrillo等人的开创性论文[Phys.Rev.A59，1025（1999）]中所提出的，实现了使远距离原子纠缠的方案。该协议是基于量子干涉和检测从两个有效的一米远的激光冷却和捕获的原子离子散射的单个光子。单个光子的探测预示着被囚禁离子的两个内态以高速率纠缠，并且保真度主要受原子运动的限制。通过改变单光子干涉仪的光程长度来控制纠缠态的相位。
2013-02-27 quant-ph
Single-photon coherent transparency in a coupled atoms-waveguide system
研究了单光子在与$N$二能级原子耦合的一维波导中的传输。对于耦合到$N$远原子的波导，对于$N$的$even$ $number$，可以通过共振处的相干相互作用诱导透明，而对于$N$的$odd$ $number$，光子可以被完全反射。然后我们可以通过控制原子序数来改变光子的传输。当波导与同一位置的$N$原子系综耦合时，光波导的透明性消失，光子输运性质在共振点附近呈现跳跃行为。
2013-04-03 quant-ph
Atom-Photon Interactions with Respect to Quantum Computation: Three-Level Atom in Two-Mode Field
本文分析了一个量子光学系统--三能级原子在量子电磁场中的光学特性。演化算子以封闭形式构造。
2006-04-01 quant-ph
Long-distance atom-photon entanglement
本文报道了在远距离处观察到的单个囚禁原子与单个光子之间的纠缠。纠缠原子-光子对的相干程度通过适当的局部相关测量进行验证，通过300米长的光纤链路通信后的光子。此外，我们还测量了原子密度矩阵的时间演化后，通过光子的状态测量投影到几个定义良好的自旋态的原子。我们发现，单原子的状态在150 $μ$ s的时间尺度上发生了退相，这代表了与单个中性原子的长距离量子网络的重要一步。
2008-08-26 quant-ph
Engineering atom-atom thermal entanglement via two-photon process
研究了两个原子同时与单模热场相互作用的双光子系统，研究了两个原子通过不同的耦合方式和不同的自发发射速率与单模热场相互作用的双光子过程。结果表明，在双光子过程中，我们确实可以利用不同的耦合来产生原子-原子的热纠缠。不同的原子自发发射率也可用于产生热纠缠。我们还研究了腔漏的影响。对于初始原子态$|ee> ,$，只要有一个微小的泄漏，就可以解除相互作用时间的限制，从而获得大而稳定的纠缠。
2005-09-21 quant-ph
Time-resolved Scattering of a Single Photon by a Single Atom
物质对光的散射在过去已被广泛研究。然而，最基本的过程，单个原子对单个光子的散射，在很大程度上还没有被探索[1-3]。量子光学的一个突出预测是单个原子对行进光子的确定性吸收，前提是光子波形在空间和时间上与自发发射光子的时间反演版本相匹配[4-12]。在这里，我们实验解决这个预测和调查的时间分布的光子的散射动力学的影响，使用一个单一的被困原子和预示着单光子。在原子激发的时间分辨测量中，我们发现与衰减的光子相比，光子的峰值激发增加了56（11）%，具有指数上升的轮廓。这一结果表明，剪裁单光子的包络能够精确控制光子-原子相互作用。
2016-04-27 quant-ph
Microscopic Theory of the Photon Recoil of an Atom in a Dielectric
原子发生自发衰变时会反冲.本文提出了一种源原子在介质中反冲的微观计算方法。我们发现源原子以正则光子动量$n\hbar k_{0,}$反冲，其中$n$是折射率，$\hbar k_{0}$是在源原子原子频率$ω_{0}$下计算的光子动量。我们还明确地显示了如何与介质内的光子的能量守恒。
2006-10-27 quant-ph
Photon cooling by dispersive atom-field coupling with atomic postselection
我们建议，在一个拉姆齐干涉仪，冷却腔场到其基态，从一个热分布的色散原子场耦合原子后选择。我们还分析了腔损耗和原子损耗的影响。该实验可以用逼真的参数实现。
2019-04-16 quant-ph
A Single-Photon Server with Just One Atom
中性原子是量子信息确定性处理的理想对象。纠缠操作已经通过光子交换或受控碰撞来执行。原子-光子界面是由自由空间中的单个原子或强耦合到光学腔中的单个原子实现的。然而，中性原子的一个长期挑战是克服有限的观察时间。无一例外，量子效应只有在系综平均后才出现。在这里，我们报道了一个单光子源与一个和只有一个原子准永久耦合到一个高精细度腔。准永久性是指我们能够保持原子足够长的时间，首先，量化光子发射统计数据，其次，保证作为单光子服务器的后续性能，最多可提供30万个光子，最长可达30秒。这是通过单光子产生和原子冷却的独特组合实现的。我们的方案带来了真正确定性的量子信息科学协议，光和物质触手可及。
2007-02-05 quant-ph
The influence of dipole-dipole interaction on entanglement in nondegenerate two-photon Tavis-Cummings model with atomic coherence
研究了无耗腔中具有非简并双光子跃迁的偶极耦合双原子与双模光场相互作用系统的纠缠。结果表明，纠缠依赖于原子的初始态.由于原子的相干性和偶极-偶极相互作用的原子纠缠显着增长的可能性的情况下，大的热光子的平均值。
2012-10-13 quant-ph
Photon-photon interactions in Rydberg-atom arrays
研究了弱光场与二维原子晶格的相互作用，其中双光子耦合建立了电磁感应透明的条件，并激发了原子的高里德堡态.该系统具有不同的相互作用，作用于不同的长度尺度，从零范围缺陷散射的原子激发和有限范围偶极交换相互作用的长程里德堡态相互作用，跨越整个阵列。分析它们的相互作用，我们确定的条件，产生一个非线性量子镜相干分裂成相关的光子对入射场在一个单一的横模，而传输单光子不受影响。这种强的光子-光子相互作用在没有其他有害的光子损失的情况下，在Rydberg-EIT阵列中开辟了一个有前途的方法，用于产生和操纵量子光，以及探索具有相互作用光子的多体现象。
2022-03-21 quant-ph
Intra-atomic frequency comb based photonic quantum memory using single-atom-cavity setup
光子的按需和有效存储是量子信息处理和长距离量子通信的基本要素。大多数量子存储器协议需要体系统来存储光子。然而，随着用于量子信息处理的集成光子芯片平台的出现，片上量子存储器受到高度追捧。在本文中，我们提出了一个仅使用单原子腔结构的多模光子量子存储器协议。我们证明了一个含有频率梳的单原子耦合到一个光腔中可以有效地存储光子。此外，该方案还可以用于存储光的偏振状态。作为例子，我们表明，铷和铯原子耦合到纳米光子波导腔可以作为有前途的候选人，以实现我们的计划。这为在集成光子芯片中使用鲁棒且高效的片上量子存储器提供了可能性。
2022-07-21 quant-ph
Spontaneous emission of a photon: wave packet structures and atom-photon entanglement
本文在三维空间中对原子的光子自发发射进行了理论描述，初始波函数取有限大小的波包。反冲和波包扩展被考虑在内。总的原子-光子波函数被发现在动量和坐标表示作为初值问题的解决方案。结果表明，在这种过程中产生的原子-光子纠缠与原子和光子波包的结构密切相关，可以用符合和单粒子测量方案测量。两个预测的效果，在高纠缠的条件下，出现的符合波包的异常变窄，并在不同的条件下，单粒子波包的异常加宽。建立了光子和原子单粒子宽度与符合波包宽度之间的基本对称关系。讨论了它与著名的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（Einstein-Podolsky-Rosen）方案的关系。
2004-12-14 quant-ph
Trapping a Free-propagating Single-photon into an Atomic Ensemble as a Quantum Stationary Light Pulse
有效的光子-光子相互作用是实现量子信息处理的关键因素之一。然而，由于光子的玻色子性质，相互作用通常必须通过原子介质介导，并且与效率密切相关的相互作用时间取决于原子-光子相互作用的性质。虽然电磁感应透明效应确实提供了光子量子存储的可能性，但它并没有增加相互作用时间，因为它将光子态完全映射到原子态。相反，稳态光脉冲（SLP）效应将光子态捕获在群速度为零的原子介质中，从而打开了增强相互作用时间的可能性。在这项工作中，我们报告的第一个实验演示捕获一个自由传播的单光子到冷原子系综通过量子SLP（QSLP）过程。我们的结论是，单光子态的量子特性保持良好的QSLP过程中。我们的工作为有效的光子-光子相互作用，奇异光子态和光子系统中的多体模拟铺平了道路。
2022-08-16 quant-ph
Photon antibunching in a cavity-QED system with two Rydberg-Rydberg interaction atoms
我们提出了如何在腔-QED系统中实现强的光子反聚束效应。通过计算等时间二阶关联函数g（2）（0），我们发现在原子驱动方案中出现了非常规光子阻塞和常规光子阻塞，并且它们都受到Rydberg-Rydberg相互作用的显著影响。我们还发现，在适当的参数下，光子的反聚束和平均光子数可以显着提高相结合的常规光子封锁和非常规光子封锁。在腔驱动方案中，Rydberg-Rydberg相互作用的存在严重破坏了非常规光子阻塞机制下的光子反聚束。这些结果将有助于指导里德伯原子-腔系统中单光子发射器的实现。
2021-08-21 quant-ph
Single-photon and two-photon blockade in a three-wave mixing system with a two-level atom
针对含二能级原子的三波混频系统，论文通过哈密顿量本征值与主方程分析CPB和2PB条件，实现三模式同时单光子阻塞及高频模式阻塞类型切换。
2024-06-18 quant-ph
High momentum entanglement of cold atoms generated by a single photon scattering
利用光子在两原子间的成对散射机制，提出了一种通过单光子散射和探测实现两个超冷中性原子间运动态高度纠缠的新方案.在一定的条件下，可以得到任意数量的纠缠。
2008-01-15 quant-ph
Photon statistics of the light transmitted and reflected by a two-dimensional atomic array
本文研究了光在二维相互作用原子阵列中透射和反射的光子统计特性。反射光束的特征在于光子反聚束。另一方面，在透射光束中，驱动激光光子与原子再发射光子之间的不相容性导致光子聚束。通过原子阵列的合作光学响应，增强了驱动场和散射场之间的重叠。在本文所用的例子中，高达25%的透射光子成对分组。使用量子轨迹的随机方法进行模拟。
2021-11-22 quant-ph
On quantum logic operations based on photon-exchange interactions in an ensemble of non-interacting atoms
最近提出的通过原子系综中的交换相互作用在光子态之间产生纠缠的想法（J.D. Franson和T. B. Pitman，Phys.Rev.A60，917（1999）和J.D. Franson等人，（quant-ph/9912121））使用S-matix方法进行讨论。结果表明，如果原子的非线性响应可以忽略，并且没有额外的原子-原子相互作用，交换作用在使原子返回到初始态的过程中不会产生光子态之间的纠缠.纠缠的产生需要存在非线性原子响应或原子-原子相互作用。
2000-06-08 quant-ph
Single Photon Transport through an Atomic Chain Coupled to a One-dimensional Nanophotonic Waveguide
研究了单光子脉冲通过耦合到一维单模光子波导的线性原子链的动力学行为。我们推导了这个集体多体系统的含时动力学理论，它使我们能够研究光子输运和原子激发的实时演化。当只有一个原子时，我们的分析结果与以前的数值计算是一致的。对于一个原子链，由波导模式介导的原子间的集体相互作用可以显著地改变系统的动力学。光子的反射率可以通过改变耦合强度和光子线宽的比值或通过改变链中的原子数来调节。有限带宽的单光子脉冲的反射率甚至可以接近$100\%$。反射和透射光子的光谱也可以与单原子情况显著不同。在该系统中可以产生许多有趣的物理现象，如光子带隙效应、量子纠缠产生、类Fano干涉和超辐射效应等。在工程上，该系统可作为单光子频率滤波器、单光子调制器，并在量子信息中有重要应用。
2015-10-07 quant-ph
Collective atom phase-controlled noise-free photon echoes using double rephasing and optical locking
利用集体原子相位控制，研究了一种用于量子存储的无粒子数反转光子回波方案。对于无反转的光子回波，将双重定相方法与光学锁定相结合，其中光学锁定相干地控制由弱数据脉冲激发的每个原子的相位。其结果是，强度平坦，正常有序，存储时间延长，和无噪声的光子回波。
2011-10-09 quant-ph
Excitation of an Atom by Twisted Photons
扭曲光子态，或在运动方向上具有大（$> \hbar$）角动量投影的光子态，可以光激发不同量子数的原子终态。如果光子对称轴与原子的中心重合，则存在已知的选择规则，该规则要求光子的量子数与光激发态之间精确匹配。更一般的情况下，任意位置的光束放宽了选择规则，但产生的最终原子态的量子数分布是新颖的，不同于平面波光子产生的最终态。以氢原子为例进行了数值计算。
2013-03-30 hep-ph physics.atom-ph physics.optics
Quantum Interference of Photon Pairs from Two Trapped Atomic Ions
我们收集两个被捕获的原子离子的荧光，并测量从离子发射的光子之间的量子干涉。两个光子的干涉是基于光子耦合的原子量子比特纠缠方案的关键组成部分。保持所产生的纠缠和用相同离子重复实验的能力对于实现原子量子比特之间的纠缠量子门是必要的，并且允许实现协议以有效地扩展到更大数量的原子量子比特。
2006-08-05 quant-ph
Photon-Photon Entanglement with a Single Trapped Atom
进行了一个实验，其中一个单一的铷原子被困在一个高精细光学腔发射两个独立触发纠缠光子。纠缠是由原子介导的，其特征在于S=2.5的贝尔不等式违反，以及完整的量子态层析成像，导致保真度超过F= 90%。腔QED和捕获原子技术的结合使我们的协议具有内在的确定性-这是分布式量子网络节点之间产生可扩展纠缠的重要步骤。
2008-11-21 quant-ph
Generating and probing a two-photon Fock state with a single atom in a cavity
在维持“源模“和“靶模”的腔中，用单个圆形里德伯原子制备了双光子Fock态。在三阶拉曼过程中，原子在目标中发射光子，同时将一个光子从源散射到目标中。最后的双光子态是通过用拉姆齐干涉法测量靶场在同一原子上引起的腔光位移来探测的。对其他多光子过程和一种新型微脉塞的扩展作了简要的讨论。
2001-11-21 quant-ph
Large two-atom two-photon vacuum Rabi oscillations in a high quality cavity
我们预测了高质量腔中两原子双光子真空拉比振荡的大合作效应。双光子发射是两个原子在双光子共振条件$ω_1+ω_2\approx ω_a+ω_b$下同时去激发的结果，其中$ω_1$、$ω_2$是原子跃迁频率，$ω_a$、$ω_b$是发射光子的频率。实际的共振条件取决于真空拉比耦合。这种效应既可以用双模腔中的全同原子实现，也可以用单模腔中的非全同原子实现。
2004-06-28 quant-ph
Momentum entanglement and disentanglement between atom and photon
利用两条跃迁路径之间的量子干涉，我们提出了一种相干控制单原子与单光子之间动量纠缠的新方案。从第一性原理出发，研究了不可避免的退纠缠，表明在一定条件下，该方案可以实现稳定纠缠的原子-光子系统的超高纠缠度。
2007-02-28 quant-ph
Aspects of nonlocality in atom-photon interactions in a cavity
我们研究了一个Bell型不等式，该不等式描述了在腔中利用原子-光子相互作用探测原子的概率。我们考虑了原子衰变和腔场光子损耗引起的退相干，研究了退相干对原子-光场二次关联的影响。我们表明，退相干对非局域性的影响可以观察到在一个控制的方式在实际的实验中，涉及微脉塞和微激光。
2001-03-15 quant-ph
An integrated atom-photon junction
集成了波导、开关、光栅和其他组件的光子芯片在单个设备上快速处理大量信息。如果光在一个足够小的截面的结中与冷原子耦合，从而使少量光子与原子发生明显的相互作用，这种技术的一个新分支就成为可能。冷原子是最敏感的量子工具之一，它们的量子性质也为新的信息处理方法提供了基础。在这里，我们展示了一个光子芯片，它提供了原子和光子之间的多个微观结。我们利用光在结处的吸收来揭示平均一个原子的存在。相反，我们用原子来探测光的强度和偏振。我们的设备为一种新型芯片铺平了道路，这种芯片具有原子和光子的互连电路。
2009-12-22 quant-ph
Superradiant Emission of Ultra-Bright Photon Pairs in Doppler-Broadened Atomic Ensemble
单光子超辐射由于其在有效收集原子系综中的单光子方面的潜在用途而引起了人们的极大兴趣，明亮窄光子对光源是实现基于光与原子系综相干相互作用的量子通信和量子计算机的关键部件。我们报道了超亮光子对的超辐射发射，每输入功率的符合计数率为64，600 cps/mW，通过热蒸气室中的自发四波混频。在多普勒展宽的梯型原子系统中，近原子速度群的双光子相干性的贡献提高了光子对的产生率。探测到单个光子的概率与光学深度的二次比例关系表明超亮度是由超辐射引起的。此外，首次观察到了原子系综在高光学深度处的单光子超辐射拍频。
2016-03-02 quant-ph
