Non-Markovian homodyne-mediated feedback on a two-level atom: a quantum trajectory treatment
量子反馈可以稳定二能级原子，使其不受退相干（自发发射）的影响，从而使其处于任意（指定）的纯态。这需要完美的零差检测原子发射和瞬时反馈。我们中的两个人以前认为检测效率低下。这里，我们允许反馈电路中的非零延迟时间$τ$。由于二能级原子是一个非线性光学系统，解析解是不可能的。然而，量子轨道允许一个简单的数值模拟所产生的非马尔可夫过程。我们发现的时间延迟的效果是定性类似的低效检测。非马尔可夫量子轨道的解将不会保持固定，因此时间平均态将是混合的，而不是纯的。在试图使原子稳定在激发态的情况下，量子轨道的近似解析解是可能的。平均态的纯度（$P=2{\rm Tr}[ρ^{2}]-1$）由$P=1-4γτ$给出（其中$γ$是自发发射率），这一结果与数值计算结果吻合得很好.
2000-11-22 quant-ph
Integrated balanced homodyne detector using CMOS capacitive-feedback TIA for quantum measurements
IDLab, INTEC, imec-Ghent University（IDLab, INTEC, imec-根特大学）；Nvidia（英伟达）
该研究展示了基于28nm CMOS电容反馈跨阻放大器和硅光子集成芯片的平衡零差探测器，实现7.6 GHz带宽、27 dB散粒噪声抑制及54.8 dB共模抑制，适用于量子密钥分发等量子传感应用。
2026-09-30 quant-ph
Adaptive homodyne measurement of optical phase
我们提出了一个实验演示的实时反馈的功率在量子精密测量，证实了怀斯曼的理论预测的优越性能的自适应零差技术的单次测量的光学相位。对于没有信号相位的先验知识的弱相干态上进行的相位测量，我们表明，自适应零差估计的方差接近基本量子不确定性极限比任何以前证明的技术。我们的研究结果强调了实时反馈在相干通信、精密测量和信息处理中达到量子性能极限的重要性。
2002-04-01 quant-ph
Deterministic preparation of superpositions of vacuum plus one photon by adaptive homodyne detection: experimental considerations
光学量子比特的制备阶段是用于测试和演示量子光学原理的所有实验装置中的一项重要任务。我们认为一个确定性的协议，准备量子比特作为真空和单光子数态的叠加，这具有的优势，以减少所需的资源量，通过相位敏感的测量使用本地振荡器（'达因检测'）。我们调查的协议使用不同的相位测量方案的性能：零差，外差，自适应检测（涉及反馈回路）。首先，我们定义了一个合适的准备状态的品质因数，我们得到的相位测量方面考虑的解析表达式。此外，我们研究的相位测量可以表现出的限制，如延迟或有限的资源，在反馈策略。最后，我们评估的品质因数的协议，为不同的模式，形状方便地在实验设置。我们表明，即使在存在这样的限制，简单的反馈算法可以执行令人惊讶的好，优于简单的零差或外差方案时，采用的协议。
2014-07-25 quant-ph
Quantum control of atomic systems by time resolved homodyne detection and feedback
研究了利用理想投影零差探测和反馈保持和操纵原子二能级系统相干性的可能性。为了这个目的，光子发射过程中描述的时间尺度远短于寿命的激发态使用Wigner-Weisskopf理论的基础上的模型。这个发射过程的反作用被解析地描述为布洛赫矢量的量子扩散。结果表明，利用零拍探测的结果可以完全控制原子波函数的演化。这允许通过反馈机制稳定已知的量子态或创建相干态。然而，即使系统的相干态是已知的，反馈机制也永远不能补偿量子涨落的耗散效应。
1998-04-01 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
An On-chip Homodyne Detector for Measuring Quantum States and Generating Random Numbers
光学零差检测已经在一系列量子技术中作为表征工具和作为后选择性地产生非线性的方式而被使用。到目前为止，光学实现仅限于体光学器件。在这里，我们提出了第一个零差检测器完全集成硅光子学和适合的电磁场的量子态的测量。这款高速、紧凑型检波器具有低噪声工作特性，散粒噪声和电子噪声之间的间隙为10 dB，最高速度为160 MHz。这些性能适用于光学量子态的片上表征，例如Fock态或压缩态。作为第一个应用，我们展示了量子随机数的产生在1.2 Gbps的生成速率。生成的随机数通过NIST统计测试套件提供的所有统计测试。
2016-12-14 quant-ph
Homodyne measurement of average photon number
本文提出了一种利用零差探测测量任意边带频率处平均光子通量的新方案。该技术的实验实现除了零差检测器之外还需要AOM，并且不需要锁相。该技术表现出偏振，频率和空间模式的选择性，以及大大提高的速度，分辨率和动态范围相比，线性光电探测器和雪崩光电二极管（APD），与潜在的应用量子态层析成像和信息编码使用的光学频率的基础。实验数据也直接证实了真空噪声的量子力学描述。
2005-09-21 quant-ph
A balanced homodyne detector for high-rate Gaussian-modulated coherent-state quantum key distribution
讨论了高斯调制相干态（GMCS）量子密钥分发（QKD）中平衡零差探测器的噪声贡献。我们指出，从GMCS QKD的原始现实模型生成的密钥可能是不安全的。在我们改进的现实模型中，我们考虑到由于零差检测器的有限带宽和本地振荡器的波动而产生的过量噪声。研制了一种适用于通信波段GMCS QKD的高速平衡零差探测器，并进行了实验测试。平衡零拍探测器的3dB带宽为104 MHz，在本振级为8.5 × 10^8光子/脉冲时，其电子噪声比散粒噪声低13 dB。使用该零差探测器的GMCS QKD实验的安全密钥速率预计将在几公里内达到Mbits/s。
2010-07-16 quant-ph
Feedback-stabilization of an arbitrary pure state of a two-level atom
利用单位效率零拍探测方法，将二能级原子的量子态坍缩到布洛赫球上的随机动点。最近，Hofmann、Mahler和Hess [Phys.Rev.A { \bf 57}，4877（1998）]表明，通过使相干驱动的一部分与零差光电流成比例，可以将状态稳定到球的下半部分上的任何点。在这里，我们重新分析他们的建议，使用随机主方程的技术，允许他们的结果以两种方式推广。首先，我们表明，任何点的上半部分或下半部分，但不是赤道，球可以稳定。其次，我们考虑非单位效率检测，并通过计算在布洛赫空间中的任何特定方向上可获得的最大纯度来量化反馈的有效性。
2000-08-01 quant-ph
Feedback cooling of a single trapped ion
基于保罗阱中单个离子运动的实时测量，我们证明了零差反馈控制（冷阻尼）在多普勒极限以下的机电冷却。基于量子力学主方程的模型很好地描述了反馈冷却的结果。
2005-09-19 quant-ph
Homodyne detection for pulse-by-pulse squeezing measurements
CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS-PSL Research University（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学）
本文提出宽带零差探测器，在近红外和电信波长下实现高达150 MHz重复率的逐脉冲压缩光测量，解决了传统探测器在高重复率下的电子学限制问题。
2025-11-06 quant-ph
Appearance and disappearance of quantum correlations in measurement-based feedback control of a mechanical oscillator
不精确和反作用之间的量子相关性是连续线性测量的标志。在这里，我们研究如何测量为基础的反馈可以用来提高量子关联的可见性，由于激光场与纳米光学机械系统的相互作用。由于辐射压力量子涨落，由米激光器赋予的反作用引起其相位和振幅求积之间的相关性。在实验中观察到这些量子相关性，在零差测量中作为真空水平以下的米场波动的压缩，以及在外差测量中作为边带不对称性，证明了这两种现象的共同起源。我们表明，量子反馈，即反馈，抑制测量反作用，可以用来增加边带不对称比的可见性。相比之下，通过在噪声压制的状态下操作反馈回路，其中回路内光电流方差被减小到真空水平以下，边带不对称性的可见性被减小。这是由于零差检测器中的真空噪声引起的反馈反作用。这些实验证明了基于测量的反馈作为操纵量子关联的工具的可能性和基本限制。
2016-07-28 quant-ph
Adaptive homodyne phase discrimination and qubit measurement
快速且准确的测量是量子计算架构的高度期望的（如果不是至关重要的）特征。在这项工作中，我们研究了自适应测量在提高量子比特测量的速度和精度方面的有用性。我们研究了一类特殊的量子计算架构，基于量子位耦合到良好控制的谐振子模式（让人想起腔QED），其中自适应测量方案是特别合适的。在这样的架构中，量子位测量相当于电磁场模式的相位鉴别，我们研究了实现这一点的自适应技术。在最后一节中，我们提出了一个具体的例子，应用自适应测量特别发达的电路QED架构。
2008-06-11 quant-ph
Global stability criterion for a quantum feedback control process on a single qubit and exponential stability in case of perfect detection efficiency
量子反馈控制是一种可以将量子系统驱动到预定本征态的技术。本文给出了零差QND测量中量子反馈控制过程实验参数的充分条件，保证了自旋1/2量子系统在探测效率不理想的情况下的反馈控制。对于纯态和理想检测效率的情况，计算了反馈控制过程的时间尺度。
2007-01-14 quant-ph
Quantum trajectories, feedback and squeezing
量子轨道理论是对量子系统的连续观测和基于观测输出的反馈进行建模的最佳数学设置。在此框架下，我们研究了如何增强相干单色激光激发的二能级原子所发射的荧光的压缩。在存在的Wiseman-Milburn反馈方案的基础上，零差检测的一部分发射光，我们分析了压缩依赖于各种控制参数。
2008-01-30 quant-ph
Homodyne versus photon-counting quantum trajectories for dissipative Kerr resonators with two-photon driving
我们研究了两种不同的量子轨道的非线性光子谐振腔受双光子泵浦，最近研究的配置为光子薛定谔猫态的产生。在没有反馈控制和强驱动极限下，稳态密度矩阵是两个具有相等权重的状态的统计混合。虽然沿着一个单一的光子计数轨迹的系统间歇性切换之间的奇数和偶数猫状态，我们表明，零差检测的情况是不同的。实际上，零拍量子轨迹揭示了相反相位的相干态之间的转换。
2017-05-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum noise cancellation in asymmetric speed meters with balanced homodyne readout
Sagnac速度计（SSM）拓扑结构被认为是减少引力波干涉仪中量子反作用的替代技术。然而，主分束器的任何潜在的不平衡被示出为降低速度计在低频下的量子噪声优势，这是由于耦合到检测端口的激光噪声增加而引起的。在本文中，我们表明，实施平衡零差读出方案和本机振荡器（LO）的传输端口的特定选择，过量的激光噪声贡献量子噪声限制灵敏度（QNLS）的部分补偿和速度计的灵敏度可以优于国家的最先进的位置米。这可以通过从干涉仪反射（\textit{co-moving} LO）或主分束器抗反射涂层表面（BSAR LO）拾取本地振荡器来实现。我们还表明，这放宽了输入激光的相对强度噪声（RIN）的要求。例如，对于格拉斯哥速度计概念验证实验中的$0.1 \%$的分束器不平衡，在100 Hz的频率下的RIN要求从$4\times 10^{-10}/\sqrt{\rm Hz}$降低到$4\times 10^{-7}/\sqrt{\rm Hz}$，将RIN要求从不实际可实现的值移动到通常通过适度努力实现的值。
2018-06-14 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Feedback-assisted ponderomotive squeezing
我们分析了如何利用机械元件和强驱动光学腔模之间的辐射压力相互作用来产生压缩光。我们特别研究了当加入基于零差的反馈回路来控制系统的机械元件的运动时，如何提高光机械装置的性能。我们表明，当驱动谐振腔，适当的比例反馈控制是能够提高有质动力压缩，这应该是检测与国家的最先进的设备的产生。
2010-12-11 quant-ph
Discrete-variable quantum key distribution with homodyne detection
大多数量子密钥分发（QKD）协议可以根据经典信息的编码方式分为离散变量（DV）协议和连续变量（CV）协议。我们提出了一个协议，结合了最好的两个世界-简单的量子态准备DV-QKD与成本效益和高带宽的零差检测器中使用的CV-QKD。我们提出的协议具有两个高度实用的特点：（1）它不需要诚实的各方共享相同的参考相位（如CV-QKD中所要求的）和（2）解码基的选择可以在测量后执行。我们还证明了所提出的协议的安全性在渐近极限下的集体攻击的假设。我们的模拟表明，该协议是适合于安全和高速实用的密钥分发在城市的距离。
2021-12-27 quant-ph
Quantum control of atomic systems by time-resolved homodyne detection of spontaneous emission
考虑到光场的零拍探测，我们用场变量和偶极变量描述了单个二能级原子与电磁真空的光-物质相互作用。然后观察到自发发射作为一个连续的波动力作用于原子偶极子。这种力的影响可以通过反馈来补偿甚至逆转。
1998-07-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Feedback Control of Rabi Oscillations in Circuit QED
研究了耦合到微波读出腔中的超导量子比特中Rabi振荡的反馈镇定。信号通过微弱测量输出的同相正交幅度的零差检测读出。通过乘以时间延迟的拉比参考，可以从噪声中提取具有最大信噪比的信号。我们进一步跟踪和稳定的拉比振荡，通过使用李雅普诺夫反馈控制适当地调整输入拉比驱动器。理论和仿真结果表明了所提出的控制律的有效性。
2013-04-22 quant-ph
Feedback control of the fluorescence light squeezing
我们考虑一个二能级原子的相干单色激光激发，我们研究如何提高压缩的荧光和原子本身的存在下的Wiseman-Milburn反馈机制，零差检测的一部分发射光的基础上。除了分析控制参量对光场和原子场压缩特性的影响外，还讨论了它们之间的关系。这个问题是在量子轨道理论的框架内解决的。
2008-04-01 quant-ph
Discrimination of the binary coherent signal: Gaussian-operation limit and simple non-Gaussian near-optimal receivers
讨论了高斯运算和经典通信在量子态鉴别问题中的局限性。我们发现，最佳的高斯策略的二进制相移键控（BPSK）相干信号的歧视是一个简单的零差检测。我们还提出了实际的接近最佳的量子接收器，在信号功率的所有领域击败BPSK零差限制。我们的方案是简单的，不需要实时的电反馈。
2008-08-14 quant-ph
Feedback Control of Two-mode Output Entanglement and Steering in Cavity Optomechanics
我们表明，通过反馈的信号的导数从零差测量的光退出一个双模光学腔与机械谐振器相互作用的一个模式的闭环控制允许控制和增加光输出纠缠。特别地，所提出的反馈增强的设置允许实现大于用于安全隐形传态的阈值2/3的相干态隐形传态的保真度，以及在存在损耗的情况下两个腔的输出模式之间的双向转向，这在没有反馈的情况下是不可能的
2016-10-05 quant-ph
Ultimate squeezing through coherent quantum feedback: A fair comparison with measurement-based schemes
我们开发了一个通用的框架来描述干涉相干反馈回路，并证明，在任何这样的计划下，稳态压缩的玻色子模式受到旋转波耦合与白噪声环境和任何二次哈密顿必须遵守噪声相关的约束，减少到3dB的限制在零温度。这样的发现是对比，在固定的动态参数，与零差连续监测的输出模式的性能。后者允许在某些动态条件下击败相干反馈和3dB限制，这将被精确地确定。
2019-10-16 quant-ph
High-speed photon correlation monitoring of amplified quantum noise by chaos using deep-learning balanced homodyne detection
本文结合宽带平衡零拍探测与光子关联卷积神经网络，实现弱混沌激光放大量子噪声的 $g^{(2)}(0)$ 高速高精度监测，采集速度提升三个数量级。
2023-07-15 nlin.CD physics.optics quant-ph
The Quantum Theory of MIMO Markovian Feedback with Diffusive Measurements
MIMO（multiple-input multiple-output）是单输入单输出（single-input single-output，SISO）结果丰富的数学结构和实际应用，一直受到反馈控制工程师的关注。量子反馈控制中的一个突出问题是Wiseman和Milburn [Phys. Rev. Lett. { \bf 70}，548（1993）]到多个输入和多个输出。在这里，我们推广的SISO零差介导的反馈理论，允许多个输入，多个输出，和\emph{arbitrary}扩散量子测量。因此，我们得到了一个MIMO框架，类似于SISO理论，其额外的数学结构是突出的向量算子代数的广泛使用。
2011-02-24 quant-ph
Learning feedback control strategies for quantum metrology
我们考虑了在压缩哈密顿量下演化的单玻色场的频率估计问题，并通过零差检测进行连续监测。特别是，我们利用强化学习技术来设计反馈控制策略，以提高估计精度。我们表明，由神经网络确定的反馈控制大大超过在长时间限制的性能的“无控制”的战略和标准的“开环控制”的战略，我们认为是基准。我们确实观察到设计的策略是如何能够通过准备对应于更敏感的量子条件态的大部分轨迹来优化非平凡的估计问题。
2022-04-18 quant-ph
Investigation of practical application for QAM hybrid receiver
提出了一种基于零差-位移混合结构的正交幅度调制（QAM）相干态鉴别量子接收机。我们的策略是对部分量子态进行两次连续测量。第一次测量的零差结果揭示了关于状态的部分信息，并被转发到位移接收器，位移接收器最终通过使用反馈来调整参考场来识别输入状态。数值仿真结果表明，对于16-QAM，该混合接收机可以在减少码字间隔划分和开关检测器数量的情况下获得优于标准量子极限（SQL）的性能，具有很大的实用潜力。
2015-04-20 quant-ph
Stochastic Mean-field Theory for Conditional Spin Squeezing by Homodyne Probing of Atom-Cavity Photon Dressed States
Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Institut（研究所）
本文提出一种随机均场理论用于研究强耦合光学腔体中大量三能级原子的条件量子自旋压缩，通过模拟验证其有效性，并拓展至更多量子测量效应研究。
2026-02-12 quant-ph
Cooling and squeezing the fluctuations of a nanomechanical beam by indirect quantum feedback control
我们研究了利用量子反馈控制纳米机械光束的冷却和压缩。在我们的模型中，纳米机械光束通过超导量子干涉器件（SQUID）耦合到传输线谐振器。从传输线谐振器的电磁场泄漏的测量使用零差检测。该测量信号然后用于设计量子反馈控制信号以驱动传输线谐振器中的电磁场。虽然控制施加在传输线谐振器上，但是该量子反馈控制信号通过感应梁谐振器耦合间接影响纳米机械梁的热运动，使得可以冷却和挤压梁的波动，使其接近标准量子极限。
2009-02-15 quant-ph
Optimal control of entanglement via quantum feedback
最近的研究表明，对于平稳线性二次高斯控制问题，寻找对环境的最优测量是一个半定规划。我们应用这种技术来控制的EPR-两个玻色子模式之间的相互作用，通过一个参数的哈密顿量在稳态的相关性。最佳测量结果是非局部零差测量--在测量之前必须将两个模式的输出合并。我们还找到了最佳的本地测量和控制技术。这给出了相同程度的纠缠，但比以前考虑的本地技术更高的纯度[S。Mancini，Phys.Rev.A { \bf 73}，010304（R）（2006）]。
2006-10-01 quant-ph
Coherent-Classical Estimation for Linear Quantum Systems
University of Warwick（华威大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
研究线性量子系统的相干-经典估计方案，分析相干反馈对估计性能的影响，指出在特定条件下相干估计优于经典估计。
2017-04-05 cs.SY eess.SY math.OC
Coherent Feedback Improved Qubit Initialization in the Dispersive Regime
通过零差检测来自色散耦合微波谐振器的输出信号来读出超导量子比特的状态是电路量子电动力学中的常见技术，并且通常被称为量子非破坏（QND），直到与色散近似相同的近似阶数。然而，在这项工作中，我们表明，只有在无限的测量时间的限制是这个协议QND，因为在量子比特腔系统中形成的修饰相干态应用于量子比特状态的有效旋转。我们展示了如何通过相干操作来纠正这种旋转，从而通过测量和相干反馈改进量子位初始化。
2015-06-17 quant-ph
Versatile Wideband Balanced Detector for Quantum Optical Homodyne Tomography
我们提出了一个全面的理论和一个易于遵循的方法设计和建造的宽带零差检测器的时域量子测量。我们展示了如何可以评估一个检测器的性能，在一个特定的时域实验的基础上，该检测器的电子光谱特性。然后，我们提出并表征了一个高性能的检测器构造使用廉价的，市售的组件，如低噪声高速运算放大器和高带宽的光电二极管。我们的检测器表现出线性行为的散粒噪声和电子噪声之间的间隙超过13 dB的水平，从DC到100 MHz的范围。该探测器可用于测量连续波和脉冲体制下的量子光场求积，脉冲重复率高达约250 MHz。
2011-11-17 physics.ins-det quant-ph
Optimal Moment-based Characterization of a Gaussian State
提出一种基于矩的多参数估计方法，用于快速精确表征压缩真空态，在零差与双零差检测下达到 Cramér-Rao 界，支持时变量子光源的实时反馈稳定。
2025-03-18 quant-ph
Quantum filter reduction for measurement-feedback control via unsupervised manifold learning
通过将系统状态的时间演化投影到一个适当选择的非线性低维流形上，我们推导出了一个简单的模型，用于耦合到腔场模的单原子的动力学在吸收性非线性参数制度，这是发现通过使用本地切空间对齐。来自腔的输出场用零差检测器检测，零差检测器允许观察系统在腔中具有不同平均光子数的状态之间的量子跳跃。我们发现，该模型，这是显着更快的数字集成比完整的随机主方程，在很大程度上再现系统的动态，我们证明，他们是足够准确的，以方便反馈控制的基础上的预测模型单独的系统的状态。
2009-05-08 quant-ph
Hybrid Predictive Quantum Feedback: Extending Qubit Lifetimes Beyond the Wiseman-Milburn Limit
Sharjah Maritime Academy（沙迦海事学院）；Southern Illinois University（南伊利诺伊大学）；Olive-Harvey College, City Colleges of Chicago（芝加哥城市学院奥利夫-哈维学院）
提出一种结合相干耦合辅助量子比特和轻量级监督预测器的混合反馈方案，通过抑制振幅阻尼和补偿硬件延迟，将量子比特寿命延长至Wiseman-Milburn极限的3-4倍。
2026-04-03 quant-ph
Generating and stabilizing the GHZ state in circuit QED: Joint measurement, Zeno effect and feedback
在固态电路QED系统中，我们将先前关于产生和稳定两个量子比特Bell态的研究[Phys.Rev.A82，032335（2010）]扩展到三个量子比特GHZ态。在色散机制中，我们采用零差联合读出多个量子比特来推断进一步处理的状态，特别是使用它来稳定状态直接通过交替翻转中断芝诺（AFIZ）计划。此外，基于滤波电流的最先进的反馈动作不仅能够在初始阶段确定性地生成预GHZ状态，而且还能够在后期稳定过程中从环境引起的退化中快速恢复。我们证明了在有效的量子测量和快速的单量子比特旋转条件下，该方案可以保持态的高保真度。
2011-03-07 quant-ph
Adaptive Continuous Homodyne Phase Estimation Using Robust Fixed-Interval Smoothing
University of New South Wales, Canberra（新南威尔士大学堪培拉分校）
提出利用Rauch-Tung-Striebel平滑器和鲁棒固定区间平滑器，在自适应零差相位估计中进一步降低均方误差并增强对噪声参数不确定性的鲁棒性。
2013-03-05 cs.SY eess.SY math.OC
Open-system many-body dynamics through interferometric measurements and feedback
光-物质界面使得能够产生光和物质的纠缠态，其可以被利用以通过光的测量和反馈来操纵物质的量子态。在这里，我们考虑连续时间，干涉零差测量光的光-物质界面的阵列上，然后通过局部反馈作用于每个材料系统单独。虽然系统在物理上是非相互作用的，我们推导出的反馈主方程描述了驱动耗散，相互作用的多体量子动力学，并包括成对的哈密顿相互作用和集体跳跃算子。我们的特点一般类的驱动耗散多体系统，可以这样设计，并推导出必要的条件模型支持非平凡的量子动力学超出可以产生的本地操作和经典通信。我们提供了具体的例子模型，允许创建固定的多粒子纠缠，和耗散伊辛模型的仿真。由于系统之间的相互作用仅通过反馈进行调节，因此相互作用的范围或几何形状没有内在限制，使得该方案非常通用。
2016-11-10 quant-ph
Random numbers from vacuum fluctuations
我们实现了一个量子随机数发生器的基础上平衡零差测量的真空涨落的电磁场。采用基于线性反馈移位寄存器的快速随机性提取方案直接处理数字化信号。随机比特流在计算机中以大约480 Mbit/s的速率连续读取，并通过随机数的扩展测试套件。
2016-02-26 quant-ph
Reversing quantum trajectories with analog feedback
我们证明了主动抑制transmon量子比特退相引起的色散测量，使用参量放大和模拟反馈。通过零差记录的实时处理，反馈控制器恢复由量子比特上的测量赋予的随机量子相位反冲。反馈操作匹配的量子轨道模型与测量效率$\tildeη \approx 0.5$，与后选择得到的结果一致。我们克服了放大链的带宽限制，通过数值优化的反馈回路中的信号处理，并提供了一个理论模型来解释优化结果。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the optimal feedback control of linear quantum systems in the presence of thermal noise
我们研究了基于弱测量和条件线性驱动的反馈回路将二次哈密顿和噪声热环境下的玻色子系统带到非经典定态的可能性。我们得到了单模压缩和多模纠缠在稳态下的一般解析上界，只依赖于哈密顿参数和热激发的浴的数量。我们的研究结果表明，相当令人惊讶的是，在浴中的热激发的数量较大，允许更大的稳态压缩和纠缠，如果调节反馈回路的最佳连续测量的效率是足够高的。我们还考虑了零差检测的基础上的反馈策略的性能，并表明，在方差与最佳测量，它随着温度的升高而降低。
2013-04-27 quant-ph
Bayesian feedback versus Markovian feedback in a two-level atom
我们比较了两种不同的方法来控制一个连续监测的开放量子系统的动力学。第一种是马尔可夫反馈，由Wiseman和Milburn [Phys. Rev. Lett. { \bf 70}，548（1993）]。第二种是基于系统状态估计的反馈，最近由Doherty { \em et al.}开发。[Phys.Rev.A { \bf 62}，012105（2000）]。为了简洁起见，我们选择将其称为{ \em贝叶斯反馈}。对于具有非线性动力学的系统，我们期望这两种反馈控制方法给出明显不同的结果。最简单的非线性系统是一个受驱动和阻尼的二能级原子，所以我们选择它作为我们的模型系统。监测采用原子荧光的零差检测，控制采用调制驱动。在这两种情况下，反馈的目的都是在存在无效检测和其他形式的退相干的情况下，使原子的内部状态尽可能接近于任意选择的纯态。我们的研究结果（获得不诉诸随机模拟）证明贝叶斯反馈是从来没有劣于，通常是优于，马尔可夫反馈。然而，这将是更难以实现比马尔可夫反馈，它失去了它的优越性时，明显简化近似。因此，面对不可避免的实验缺陷，哪种形式的反馈更好还不清楚。
2002-01-31 quant-ph
Rapid-purification protocols for optical homodyning
我们提出了一些快速净化反馈协议的光学零差检测的一个单一的光学量子比特。我们首先推导出一个协议，加快了系统的平均纯度的增加率，并发现，像一个非耗散测量的等效协议，这产生了一个确定性的演化的纯度在强反馈的限制。我们还考虑了两个类似的怀斯曼-拉尔夫快速纯化协议在这种情况下，并表明，像该协议，他们加快了平均时间达到一个固定的纯度水平。我们还研究了这些算法的性能如何随着检测效率而变化，这是一个重要的实际考虑因素。
2007-09-25 quant-ph
Quantum-feedback-controlled macroscopic quantum nonlocality in cavity optomechanics
本文提出了一种连续测量和反馈方案，实现了腔光学力学中两个宏观力学振子的强EPR操纵和Bell非定域性。我们的系统由两个光机械腔组成，其中两个腔场通过非简并参量下转换相互耦合。对两个腔输出场进行连续的贝尔式零差检测，并将检测电流反馈驱动腔场。研究发现，当没有反馈时，两个机械振子只能处于稳定的弱纠缠态，但由于所谓的3 dB极限，这种纠缠态不显示EPR转向和Bell非定域性.但当存在反馈时，发现机械纠缠被大大增强，从而在稳态状态下可以获得强的机械转向和Bell非定域性。分析表明，这是因为反馈驱动机械振子进入稳定的近似双模压缩真空态，原则上具有任意压缩。结果表明，反馈也能明显提高非经典力学态的纯度。研究了力学量子非局域性与反馈强度和热涨落的关系，发现贝尔非局域性比EPR可操纵非局域性更容易受到热噪声的影响。
2020-04-04 quant-ph
Continuous quantum non-demolition measurement of Fock states of a nanoresonator using feedback-controlled circuit QED
提出了一种通过反馈控制耦合电路QED系统实现纳米机械谐振腔Fock态量子非破坏（QND）测量的方案。库珀对盒（CPB）耦合到纳米谐振器和微波腔两者。CPB通过腔上的零差检测读出，并且反馈控制用于实现CPB的非耗散测量。这实现了间接QND测量的纳米谐振器通过二阶耦合的CPB的纳米谐振器数运算符。可以通过对导出的随机主方程进行积分或者通过对测量信号进行处理来确定福克态的声子数。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Speed Limit and Quantum Thermodynamic Uncertainty Relation under Feedback Control
本文建立马尔可夫反馈协议下量子速度极限与热力学不确定关系的理论框架，证明反馈可通过改变热力学代价的时间标度，使速度和精度突破无控系统的根本界限。
2025-09-29 quant-ph
Entanglement-Preserving Limit Cycles from Sequential Quantum Measurements and Feedback
纠缠的产生和保持是量子信息处理中的关键任务，并且存在多种协议来通过测量远程量子比特的自发发射来使远程量子比特纠缠。在这里，我们提出了反馈方法，基于监测两个量子比特的荧光和仅使用本地π脉冲进行控制，以增加纠缠两个量子比特态的产率和/或寿命。具体来说，我们描述了一个协议的基础上光电探测的自发发射（即使用量子跳跃轨迹），允许通过测量撤销纠缠保存，创建一个极限环周围的贝尔状态。然后，我们证明了可以对最近的基于零差测量（即使用扩散量子轨道）的反馈方案进行类似的修改，[L。S.马丁和K。B. Whaley，arXiv：1912.00067]，以增加它所产生的纠缠的寿命。我们的计划是最有效的高测量效率，和不太理想的测量效率的影响进行量化。我们在这里描述的方法以一种新颖的方式结合了经过验证的技术，补充了现有的协议，并提供了一种生成和保护纠缠态的途径，以便它们可以按需用于各种应用。
2021-01-04 quant-ph
Quantum thermodynamic uncertainty relation under feedback control
该研究推导了跳变测量与零差检测下反馈控制的量子热力学不确定关系，揭示反馈控制可提升连续测量系统的精度，且通过数值模拟验证了结论。
2023-12-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Enhancement of quantum synchronization via continuous measurement and feedback control
我们研究了具有谐波驱动的量子vanderPol振荡器的同步，并证明了通过对与振荡器线性耦合的附加浴进行连续零差测量并对振荡器施加反馈控制可以增强量子同步。振荡器的相位相干性通过连续测量减少量子涨落而增加，而测量反作用不可避免地在锁相点周围引起波动。我们提出了一个简单的反馈策略，通过调节谐波驱动的频率来抑制测量引起的涨落，从而增强量子同步。我们进一步证明了量子同步的最大增强是通过对振荡器相位扩散最大的正交角进行量子测量来实现的，并且在该正交角处提取了振荡器相位的最大信息。
2021-02-01 nlin.AO quant-ph
Rapid State-Reduction of Quantum Systems Using Feedback Control
我们考虑使用哈密顿反馈控制来增加连续测量净化（减少）量子系统的状态的速度，从而增加纯态的制备速度。对于一个观测与N等间距的特征值，我们表明，存在一个反馈算法，这将加快至少2（N+1）/3的因子的状态减少的速度。
2006-01-24 quant-ph
A pedagogical introduction to continuously monitored quantum systems and measurement-based feedback
本文教学性地介绍连续监测量子系统，涵盖主方程、随机主方程及线性马尔可夫反馈，并讨论高斯系统下的条件与无条件动力学。
2023-12-20 quant-ph
