Cavity Quantum Electrodynamics with Hyperbolic van der Waals Materials
本文提出利用超薄极性范德华晶体构成平面腔封装二维电子材料，以实现太赫兹频段超强耦合腔QED，并证明纳米级六方氮化硼层可使双层石墨烯单电子回旋共振进入超强耦合区。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Nanodot-Cavity Electrodynamics and Photon Entanglement
腔中激子的量子电动力学与量子操作有关。提出了一种利用纳米点-微腔-光纤耦合结构实现双光子纠缠的可积固态量子控制相位门理论。计算了$O(π/10)$的条件相移是腔中激子键控的巨大光学非线性的结果。结构设计和主动控制，如电磁感应透明和脉冲整形，优化了门操作的量子效率。
2003-12-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics with Second-Order Topological Corner State
拓扑光子学为研究腔量子电动力学提供了一种新的研究范式。在这项工作中，我们证明了单量子点和二阶拓扑角态之间的耦合。基于二阶拓扑角态，设计了一种拓扑光子晶体腔，并将其制作成嵌入量子点的GaAs平板。观察到角态和边态共存，具有接近2000的高品质因数。当量子点与角态共振时，光致发光强度和发射速率都得到了增强。这一结果使拓扑学在腔量子电动力学中的应用成为可能，为量子信息处理提供了一种拓扑器件的方法。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposal for manipulating and detecting spin and orbital states of trapped electrons on helium using cavity quantum electrodynamics
我们提出了一个片上高精细度超导腔耦合到超流氦表面上单个电子的横向运动和自旋态。我们估计的运动相干时间超过15微秒，而能量将相干交换与腔光子在不到10纳秒的电荷状态和快于1微秒的自旋状态，使系统的量子信息处理和腔量子电动力学实验的吸引力。与腔光子的强相互作用将为远距离电子的非破坏性读出和耦合提供手段。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Electrodynamics of graphene Landau levels in a deep-subwavelength hyperbolic phonon polariton cavity
JEIP, UAR 3573 CNRS, Collège de France, PSL Research University（法国高等科学研究所、巴黎文理研究大学）；ICFO - Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那光子科学研究院、巴塞罗那科学技术研究院）；Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa（比萨大学物理系）；ICREA-Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚高级研究学院）
研究石墨烯Landau能级在深亚波长双曲声子极化子腔中的量子电动力学，探讨极化子的产生及共振量子真空效应与静电相互作用的区分，分析磁极化子与腔体电磁模式的混合效应。
2026-04-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Split-Gate Cavity Coupler for Silicon Circuit Quantum Electrodynamics
最近在硅双量子点（DQD）中实现了电荷-光子和自旋-光子的相干耦合。在这里，我们展示了一个多功能的分裂栅腔耦合器，允许一个以上的DQD耦合到同一个微波腔。作为水平失谐的函数的腔传输的测量产生电荷腔耦合速率$g_c/2π$ = 58 MHz，电荷退相干速率$γ_c/2π$ = 36 MHz，以及腔衰减速率$κ/2π$ = 1.2 MHz。电荷腔耦合率与器件模拟结果吻合较好。我们的耦合技术可以扩展到使多个DQD同时耦合到相同的腔模式，打开大门，使用微波频率光子的半导体量子位的远程耦合。
2020-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
All-optical control of the spontaneous emission of quantum dots using coupled-cavity quantum electrodynamics
利用耦合光子晶体腔实现了量子点自发发射的远程全光控制。通过光谱调谐与靶腔共振的法布里-珀罗腔，靶腔中的发射体所经历的状态的品质因数和局部密度被修改，导致SE率的变化。从耦合腔量子电动力学系统的理论分析可知，当两个腔共振时，由于发射极处真空场的减小，SE速率的变化可以大于品质因数的变化。两个腔的弱耦合和强耦合制度已被实验观察到，SE衰减率已被修改了三个以上的因素与远程光学控制。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics at Arbitrary Light-Matter Coupling Strengths
众所周知，强耦合的量子光物质系统的分析具有挑战性，因为需要在每个耦合模式中包含具有许多激发的状态。我们提出了一个非微扰的方法来分析在所有的相互作用强度的光物质的相关性。我们的方法的关键要素是一个单一的变换，实现光和物质的自由度的极限，其中光-物质相互作用成为主导的能量尺度的渐近解耦。在变换的框架中，物质/光子希尔伯特空间的截断在更大的耦合下越来越合理，使人们能够系统地导出低能有效模型，如紧束缚哈密顿。我们证明了我们的方法的多功能性，通过将其应用到具体的模型相关的晶体电位和电偶极子与腔模式相互作用的电子。对空间变化的电磁模式的情况下的推广也进行了讨论。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Local Fluctuations in Cavity Control of Ferroelectricity
本文建立多模连续介质理论研究 Fabry–Perot 腔中量子顺电体，发现腔边界对横向光子的屏蔽会局域抑制铁电关联，且该纯量子效应在高温消失。
2023-10-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity quantum electrodynamics for superconducting electrical circuits: an architecture for quantum computation
我们提出了一个可实现的架构，使用一维传输线谐振器，以达到超导电路中的腔量子电动力学的强耦合极限。腔光子耦合到相邻电路（量子位）的量子化激发的真空拉比频率可以很容易地超过腔和量子位的阻尼率。这种架构作为原子物理学实验的宏观模拟以及对于量子计算和控制都是有吸引力的，因为它提供了对自发发射的强抑制，潜在地导致大大增强的量子比特寿命，允许多个量子比特的状态的高保真量子非破坏测量，并且具有用于由厘米距离分离的量子比特的纠缠的自然机制。此外，它将允许产生对量子通信至关重要的微波光子态。
2004-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Emergent of Majorana Fermion mode and Dirac Equation in Cavity Quantum Electrodynamics
本文给出了耦合光学腔阵列的低激发实验结果。我们导出了该系统的狄拉克方程，并解释了该系统中马约拉纳费米子模的存在性。我们给出了Rabi频率振荡与原子-光子耦合强度之间的一些解析关系，以实现我们所研究的不同物理情况以及系统中无质量激发的条件。我们提出了我们的系统的狄拉克旋量场，有序和无序运营商之间的几个分析关系。我们还表明，Luttinger液体物理是我们的系统中的内在概念之一。
2013-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity quantum electrodynamics with charge-controlled quantum dots coupled to a fiber Fabry-Perot cavity
我们证明了一个单一的自组装InGaAs量子点和外部光纤镜为基础的微腔之间的非微扰耦合。我们的研究结果扩展了以前实现的可调微腔，同时确保空间和光谱之间的重叠腔模式和发射器，同时允许确定性的量子点的电荷控制。利用共振光谱，我们表明，耦合量子点腔系统是在强耦合的开始，与合作的参数为2。我们的研究结果是实现高效率固态自旋光子界面的一个里程碑。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phonitons as a sound-based analogue of cavity quantum electrodynamics
描述了一个长寿命的局域声子和一个物质激发的量子力学叠加。我们确定了实现应变硅：一个低洼的施主过渡（P或Li）驱动的声学声子在高Q声子腔可以建立的波长。这种声子-物质共振示出进入强耦合制度，其中的“真空”拉比频率超过自发声子发射到非腔模式，声子从腔泄漏，声子非谐性和散射。我们引入了微柱分布式布拉格反射器Si/Ge腔，其中Q=10^5-10^6，模体积V<=25*lambda^3是可达到的。这些结果表明，基于这些系统的单体或多体装置是实验上可实现的。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics with Anderson-localized Modes
量子光学和量子信息技术的一个主要挑战是增强单光子与单量子发射体之间的相互作用。高度工程化的光学腔通常需要纳米级制造精度来实现。我们展示了一种根本不同的方法，其中无序被用作资源，而不是滋扰。我们通过在光子晶体波导中加入无序来产生强受限的安德森局域腔模。嵌入波导中的半导体量子点的发射率在与安德森局域模共振时增强了15倍，并且94%的发射单光子耦合到该模式。因此，无序光子介质为量子电动力学提供了一个有效的平台，提供了一种方法来固有的无序鲁棒性量子信息设备。
2010-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Chiral Cavity Quantum Electrodynamics
腔量子电动力学通过将谐振腔耦合到非线性发射极来研究光的粒度，在现代量子信息科学和技术的发展中起着基础性的作用。与此同时，凝聚态物理领域也因为发现了无序时潜在的拓扑鲁棒性而发生了革命性的变化，这种无序通常是由时间反演对称性的破坏引起的，就像量子霍尔效应那样。在这项工作中，我们第一次探讨了在拓扑真空的Harper-Hofstadter拓扑晶格的transmon量子比特的腔量子电动力学。为了实现这一点，我们组装了一个正方形晶格的铌超导谐振器和打破时间反演对称性，通过引入亚铁磁体耦合系统之前，一个单一的transmon量子位。我们光谱解决个别散装和边缘模式的晶格，检测真空刺激拉比振荡之间的激发transmon和每个模式，从而测量合成真空诱导兰姆位移的transmon。最后，我们证明了使用transmon来计算拓扑能带结构的每个模式内的单个光子的能力。这项工作开辟了手征量子光学实验领域，为拓扑多体物理提供了新的途径，并为后向散射弹性量子通信提供了独特的方法。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Epitaxial lift-off for solid-state cavity quantum electrodynamics
我们提出了一种新的方法，将自组装的量子点到Fabry-Pérot-like微腔。由此，外延去除包含量子点的3 $λ$ /4 GaAs层，并通过范德华键合将其附接到微腔镜之一。我们达到了高达4,100的精细度，这种配置受到介质镜反射率的限制，而不是受到半导体-镜界面处散射的限制，表明外延剥离过程是固态腔量子电动力学的一个有前途的过程。作为在这个方向上的第一步，我们证明了一个明确的腔量子点相互作用在弱耦合制度与Purcell因子在3的顺序。通过珀塞尔因子的耦合强度的估计表明，我们接近强耦合制度。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity quantum electrodynamics in the non-perturbative regime
我们研究了一个普通的腔QED系统，其中一组（人工）二能级偶极子耦合到一个单模LC谐振器的电场。这种设置是用来获得一个最小的量子力学模型的腔QED，它占两个偶极场和直接偶极偶极相互作用。该模型适用于任意耦合强度，并允许我们扩展到非微扰制度的QED，偶极场相互作用可以与一个有效的精细结构常数的顺序统一的通常的Dicke模型。在这个制度中，我们确定了三个不同的类正常，超辐射和亚辐射真空状态，并讨论其特性和它们之间的过渡。我们的研究结果调和了许多以前的，往往是相互矛盾的预测在这一领域，并建立一个共同的理论框架来描述在各种各样的腔QED平台的超强耦合现象。
2018-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impact of electron-phonon interactions on quantum-dot cavity quantum electrodynamics
光子纳米腔中的半导体量子点（QD）为量子信息处理和腔量子电动力学（QED）提供了单片的、鲁棒的平台。这种固态腔QED系统的一个固有特征是电子-声子相互作用的存在，这使这些系统与传统的原子腔QED区别开来。了解电子-声子相互作用对这些系统的影响对于控制和利用它们所展示的丰富物理学是必不可少的。在这里，我们研究了电子-声子相互作用对基于量子点的腔QED系统的影响。当量子点和腔处于非共振状态时，我们观察到声子辅助的腔模辐射，它强烈依赖于温度和腔失谐量。当它们共振时，我们观察到一个不对称的真空拉比双重态，其分裂随温度的升高而变窄。这些实验观察可以很好地再现使用腔QED模型，包括电子-声学-声子相互作用。我们的工作提供了重要的，但迄今为止知之甚少的机制，非共振量子点腔耦合和各种腔QED系统的物理利用发射耦合到声子，如氮空位中心在金刚石和胶体纳米晶体。
2009-08-06 cond-mat.mes-hall
Quantum-to-Classical Transition in Cavity Quantum Electrodynamics
电磁、机械或其他谐振子的量子特性可以通过研究它们与单量子两能级系统的强相干耦合来揭示，这种方法称为腔量子电动力学（QED）。在远低于特征能级间距的温度下，观察到真空拉比振荡或一个或几个量子的模式分裂，就断言了振荡器的量子性质。在这里，我们研究了腔QED系统的经典响应如何从量子系统中出现时，它的热占领-或有效温度-逐渐提高超过5个数量级。通过这种方式，我们详细探索了连续的量子到经典的交叉，并演示了如何从光谱和时间分辨的真空拉比测量中提取有效的腔场温度。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Prospects for Strong Cavity Quantum Electrodynamics with Superconducting Circuits
我们提出了一个可实现的架构，使用一维传输线谐振器，以达到超导电路中的腔量子电动力学的强耦合极限。腔光子与相邻电路（量子位）的量子化激发耦合的真空拉比频率很容易超过腔和量子位的阻尼率。这种架构对于量子计算和控制是有吸引力的，因为它提供了对自发发射的强抑制，潜在地导致大大增强的量子比特寿命，允许对多个量子比特的状态进行高保真量子非破坏测量，并且具有用于以厘米距离分离的量子比特的纠缠的自然机制。此外，它将允许产生对量子通信至关重要的微波光子态。
2003-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Cavity quantum electrodynamics with semiconductor double-dot molecules on a chip
本文描述了一种将半导体双点分子的电子自旋态耦合到微波带状线谐振器的相干控制技术。我们确定了一个新的制度的操作中，分子和谐振腔之间的强相互作用可以实现最小的退相干，达到所谓的强耦合制度的腔QED。我们描述了这种系统的潜在应用，包括低噪声相干电控制，自旋态的快速QND测量，和远程自旋耦合。
2006-05-05 cond-mat.mes-hall
3D Cavity quantum electrodynamics with a rare-earth spin ensemble
我们提出了腔QED实验与Er：YSO晶体磁耦合到一个3D圆柱形蓝宝石加载铜谐振器。这种波导腔有望实现超导量子处理器。在这里，我们展示了稀土自旋系综与3D架构的相干集成。Er $^{3+}$自旋到3D腔的集体耦合强度为21 MHz。圆柱形蓝宝石加载谐振腔允许我们探索稀土掺杂晶体和腔之间的各向异性集体耦合。这项工作显示了自旋掺杂固体在3D量子线路中作为微波量子存储器以及作为未来的微波-光接口的潜力。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Gate-Compatible Circuit Quantum Electrodynamics in a Three-Dimensional Cavity Architecture
本文提出一种在三维微波腔中集成直流栅极线的技术，用于探测栅极可调混合器件，并通过InAs-Al纳米线约瑟夫森结验证了该设计，实现了gatemon量子比特的栅极可调腔频移和双音光谱。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superconductor-semiconductor hybrid cavity quantum electrodynamics
单粒子水平的光-物质相互作用通常在原子、分子和光学物理的背景下进行探索。量子信息科学的最新进展使人们有可能探索超导腔中捕获的光子与超导量子比特之间的相干相互作用。半导体中的自旋可以具有非常长的自旋相干时间，并且可以在硅中被隔离，硅是半导体微电子工业的主力材料。在这里，我们回顾了最近的进展，混合“超半”量子系统相干耦合超导腔半导体量子点。我们首先提出了一个概述的基础物理，支配超导腔，半导体量子点的行为，以及它们的相互作用模式。然后，我们调查在该领域的实验进展，集中在最近的演示腔量子电动力学在强耦合制度与单电荷和单自旋。最后，我们广泛地讨论了未来研究的前景。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciton-photon complexes and dynamics in the concurrent strong-weak coupling regime of singular site-controlled cavity quantum electrodynamics
本文在奇异位点控制的InGaAs/GaAs量子点光子晶体腔平台上，证明强-弱耦合可经声子散射介导动态共存，并通过光谱与光子统计揭示近零失谐处中间耦合区间的动力学及反聚束/聚束特征，为量子网络应用提供新器件基础。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid circuit cavity quantum electrodynamics with a micromechanical resonator
具有固有不同自由度的混合量子系统在许多物理现象中起着关键作用。著名的例子包括腔量子电动力学，囚禁离子，或电子和声子在固体状态。在这里，强耦合使组分失去它们的个性并形成修饰态。除了基本的意义，混合系统可以用于实际目的，特别是在新兴的量子信息控制领域。长寿命原子态与超导腔和量子比特中可及的电自由度的结合提供了一个有希望的方向。在这里，我们集成电路腔量子电动力学与声子。除了耦合到微波腔之外，我们的超导transmon量子比特还与微机械谐振器中的声子模式相互作用，从而代表耦合到两个不同腔的原子。我们测量了声子斯塔克位移，以及量子位谱线分裂成运动边带，其特征是修饰的机电态之间的跃迁。在时域中，我们观察到量子比特激发到声子的相干转换为边带拉比振荡。这是一个具有量子界面潜力的模型系统，它可以允许在长寿命的声子态中存储量子信息，耦合到光学光子，或者用于研究接近经典极限的强耦合量子系统。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electron-photon coupling in Mesoscopic Quantum Electrodynamics
理解腔光子和电子纳米电路之间的相互作用对于介观量子电动力学（QED）的发展至关重要。人们必须将原子腔QED的成分（如轨道自由度）与隧道物理学和超导电路QED特有的强腔场不均匀性结合起来。因此，有必要引入一个形式主义，这两个领域之间的桥梁。我们发展了一种基于光子赝势的一般方法来描述纳米电路中的电子与腔光子之间的电耦合。在这幅图中，光子可以同时引起轨道能量移动、隧穿和局部轨道跃迁。我们详细研究了一个简单的例子，一个量子点与一个单一的正常的金属水库，耦合到一个腔。光子诱导隧穿项导致腔频率牵引和阻尼牵引之间的非普适关系。我们的形式也可以应用到多量子点电路，分子电路，量子点接触，金属隧道结，超导纳米结构包围Andreev束缚态或马约拉纳束缚态，例如。
2015-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cavity Quantum Electrodynamics Design with Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride
六方氮化硼（h-BN）是二维（2D）纳米电子学中的电介质和封装层的普遍绝缘晶体，也是2D纳米机电系统（NEMS）中的结构材料，随着最近发现光学活性缺陷中心和相关自旋态，也迅速成为量子光子学的有前途的平台。结合测量的发射特性，在这里，我们提出并数值研究了腔量子电动力学（cavity-QED）计划，将这些缺陷使单光子发射器（SPE）在h-BN微盘谐振器。微盘的回音壁性质可以同时支持具有不同径向和方位角模式指数的多个腔谐振族，克服了在空间和光谱上使单点缺陷与光学模式的最大电场重合的挑战。h-BN SPE的优异特性，包括优异的发射速率、相当高的Debye-Waller因子和室温下傅里叶变换有限的线宽，使得耦合与衰减速率之比g/max（γ，\k{appa}）高达500。这项研究不仅提供了深入了解发射极-腔相互作用，而且有助于实现h-BN光子器件，如低阈值微腔激光器和高纯度单光子源，对线性光学量子计算和量子网络应用至关重要。
2021-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity quantum electrodynamics with three-dimensional photonic bandgap crystals
本文综述了具有“完全和完整”三维光子带隙的三维光子晶体的最新研究进展。我们审查五个主要方面：1）自发发射抑制，2）光在微小的纳米级体积（也称为“光的纳米盒”）内的空间定位，3）导致无阈值激光器的增益介质的引入，4）在频域和时域中破坏腔QED的弱耦合近似，5）退相干，特别是通过3D光子带隙屏蔽真空波动。此外，我们列出和评估所有已知的光子晶体结构与演示的三维带隙。
2015-04-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Reducing phonon-induced decoherence in solid-state single-photon sources with cavity quantum electrodynamics
固态发射器是开发集成单光子源的优秀候选者。然而，声子通过零声子线的纯退相和声子辅助发射降低光子不可逆性。在这里，我们从理论和实验上研究了半导体量子点在微腔中发射的光子的不可逆性作为温度的函数。我们发现，一个大的耦合到一个高品质因数腔可以同时减少两个声子引起的退相干源的影响。它首先限制了纯退相对零声子线的影响，其不可逆性高于$97\%$直到$18$ K。此外，它有效地将声子边带重定向到零声子线，并带来了来自$87\%$的全发射光谱的不可分辨性（分别为）。$24\%$），无空腔效应，大于$99\%$（分别$76\%$）在$0$ K（分别$20$ K）。我们提供了最佳的腔设计，进一步减少声子诱导的退相干的指导方针。
2017-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity Quantum-Electrodynamical Chern Insulator: Route Towards Light-Induced Quantized Anomalous Hall Effect in Graphene
我们表明，一个能隙诱导在石墨烯中的光物质耦合到一个圆偏振的光子模式在一个腔。使用多体微扰理论，我们计算的电子光谱表现出光子修饰的边带类似于Floquet边带的激光驱动材料。与Floquet拓扑绝缘体相比，在Floquet拓扑绝缘体中，光只在高频极限下的非共振驱动下才引起严格量子化的霍尔响应，而腔中的光子修饰狄拉克费米子则表现出以整数陈氏数为特征的量子化霍尔响应。特别是对于石墨烯，我们预测，可以在低温极限下诱导$2 e^2/h$的霍尔电导。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Orientational alignment in Cavity Quantum Electrodynamics
我们认为，由于强物质光耦合的偶极子的取向对准，为非零密度的激发。我们比较各种方法来解决这个问题的限制大量的发射器，并表明，直接蒙特卡罗积分，平均场论，和大偏差的方法完全匹配在这个限制。所有这三个结果表明，在宏观上占据极化激元模式的存在下，取向对准的发展，并在高密度或低温的限制，偶极子渐近接近完美的对齐。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Cavity quantum electrodynamics with semiconductor quantum dots: The role of phonon-assisted cavity feeding
对于与微腔强耦合的半导体量子点，我们从理论上研究了激子到腔光子的声子辅助跃迁，其中能量失配由声子发射或吸收补偿.通过Schriffon-Wolff变换，我们导出了描述激子-腔耦合和激子-声子耦合的有效哈密顿量，并利用费米黄金法则方法计算了散射率。将这种方法的结果与最近报道的基于独立玻色子模型的描述方案[U。Hohenester等人，Phys.Rev.B80，201311（R）（2009）]和数值密度矩阵方法。所有的描述方案给出了非常相似的结果。我们目前的自发发射寿命的量子点最初填充与一个单一的激子或双激子，和光谱特性的光驱动点腔系统在强耦合制度。我们的研究结果表明，声子辅助馈电强耦合点腔系统中起着主导作用，当失谐是几个毫电子伏的顺序。
2009-12-28 cond-mat.mes-hall
Entanglement and Topology in Su-Schrieffer-Heeger Cavity Quantum Electrodynamics
本文结合DMRG与ED研究光学腔模耦合的SSH链，证明腔光子诱导的非局域相互作用不会破坏边缘态及纠缠面积律。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Cavity quantum electrodynamics with mesoscopic topological superconductors
研究了一维$p$波超导体与微波带线腔的电容耦合。通过探测从腔中出射的光，可以揭示$p$波超导体的电子磁化率。我们分析了两个超导系统：原型Kitaev链，和拓扑半导体线。对于这两个系统，我们表明，光子测量，通过电子的磁化率，使我们能够确定的拓扑相变点，出现的马约拉纳费米子，和他们的基态的奇偶性。我们表明，所有这些影响，这是缺乏有效的理论，考虑到光耦合到马约拉纳费米子只，是由于马约拉纳费米子和体状态的超导体之间的相互作用。
2015-11-19 cond-mat.mes-hall
Vacuum-fluctuation-induced Dephasing of a Qubit in Circuit Quantum Electrodynamics
我们研究了真空极限下单模腔与量子比特耦合的测量诱导退相。量子位态的退相通过量子位和发送到腔的单个探测光子的纠缠发生，而腔模式从不占用光子。我们发现，即使腔始终处于真空态，量子比特态也是退相的。这种失相纯粹是由量子位和真空场之间的相互作用引起的。我们还表明，这种真空涨落引起的退相发生得比量子位激发态的自发衰变快得多，因此我们的预测在实际实验中是可观察的。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Quantitative analysis of quantum dot dynamics and emission spectra in cavity quantum electrodynamics
我们提出了失谐相关的光谱和衰减率的测量，以研究嵌入微柱和光子晶体腔中的单量子点的光谱和动力学性质之间的差异。对于微柱腔，动力学很好地描述了耗散Jaynes-Cummings模型，而系统的偏差观察到的发射光谱。光谱的差异归因于其他激子线与腔的耦合以及量子点发射的场朝向检测器的不同传播路径的干扰。相反，有关系统的定量信息可以很容易地从动态测量中提取。在光子晶体腔的情况下，我们观察到一个反交叉的光谱时，通过共振失谐一个单一的量子点，这是强耦合的光谱特征。然而，时间分辨的测量结果表明，实际的耦合强度是显着小于预期的光谱测量和量子点是相当弱的耦合到腔。我们认为，所观察到的拉比分裂是由于其他量子点和/或多激发复合物引起的集体发射效应的腔馈电。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
The effect of light scattering in cavity electrodynamics: Fresnel equations with decoherence
University of Puerto Rico-Humacao（波多黎各大学马阿乌分校）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
本文研究法布里-珀罗微腔中光退相干效应，采用Büttiker模型处理散射，发现退相侵蚀腔光子模式并阻碍分子极化激元形成，导致光谱中极化激元特征消失。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall
Quantum magneto-electrodynamics of electrons embedded in a photon cavity
研究了腔谐振器中量子化电磁场与纳米结构中库仑相互作用电子系统在外加磁场中的耦合。由电子系统的几何形状和电磁场的极化引起的影响被明确考虑。我们的数值结果表明，在弱电子-光子耦合区，两能级系统近似和Jaynes-Cummings模型仍然有效，而在强耦合区，电荷流的抗磁部分的二次矢势导致能谱的显著修正.此外，我们发现，耦合到一个强腔光子模式极化的电荷分布的系统需要一个大的基础上的单电子本征态被包括在模型中。
2011-09-21 cond-mat.mes-hall
Circuit Quantum Electrodynamics with a Spin Qubit
电路量子电动力学允许空间分离的超导量子比特通过“量子总线”相互作用，从而实现两量子比特纠缠和简单量子算法的实现。通过将InAs纳米线双量子点耦合到超导腔中，我们将电路量子电动力学结构与自旋量子位相结合。我们使用电偶极自旋共振驱动单自旋旋转，并证明被困在腔中的光子对单自旋动力学敏感。混合量子系统允许测量自旋寿命和观察相干自旋旋转。我们的结果表明，自旋腔耦合强度为1 MHz是可行的。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Cavity quantum electrodynamic readout of a solid-state spin sensor
稳健、高保真的读出是量子器件性能的核心。对于基于固态自旋缺陷的器件来说，克服不良读出是一个日益紧迫的挑战，特别是考虑到它们在量子传感、量子信息和基础物理测试中的快速采用。固体中的自旋缺陷结合了原子和低温系统的可重复性和精度，以及在紧凑性和操作条件范围方面的实质性优势。然而，尽管在特定系统的实验进展，固态自旋传感器仍然缺乏一个通用的，高保真度的读出技术。在这里，我们展示了高保真度，室温读出的氮空位（NV）中心的合奏通过强耦合到介电微波腔，建立在类似的技术通常应用于低温电路腔量子电动力学。这种强烈的集体相互作用允许自旋系综的微波跃迁被直接探测，从而克服了传统荧光读出的光子散粒噪声限制。应用这种技术的磁力，我们表明磁灵敏度接近约翰逊-奈奎斯特噪声限制的系统。这种读出技术是可行的许多顺磁自旋系统，表现出在微波域的共振。我们的研究结果为通过增大系综尺寸、减小自旋共振线宽或提高腔体品质因数来实现固态自旋传感器的统一读出保真度铺平了道路。
2020-03-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.atom-ph
Enhancing the Energy Resolution in Scanning Tunneling Microscopy: from dynamical Coulomb blockade to cavity quantum electrodynamics
Max-Planck-Institut für Festkörperforschung（马克斯·普朗克固体研究所）；Institute for Complex Quantum Systems and IQST, Universität Ulm（乌尔姆大学复杂量子系统与IQST研究所）；Institut de Physique, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院物理研究所）
通过结合电磁屏蔽和低通滤波，提升扫描隧道显微镜能量分辨率至3.7μeV，揭示原子尺度隧穿过程与宏观腔量子电动力学的联系。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum-electrodynamical time-dependent density functional theory description of molecules in optical cavities
Vanderbilt University（范德堡大学）；Auburn University（奥本大学）；Austin Peay State University（奥斯汀皮尤州立大学）
本文提出了一种量子电动力学时间依赖密度泛函理论框架，用于研究分子在光学腔中的强耦合光-物质相互作用，通过分子系统测试耦合参数和腔体频率对分子几何、极子光谱及结合的影响。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Cavity electrodynamics of van der Waals heterostructures
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克结构动力学研究所）；Department of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理系）
研究通过子波长谐振腔电动力学探索范德瓦耳斯异质结构中的低能物理，揭示金属栅极内禀谐振模式对低能电动力学的调控作用。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
