Tm$^{3+}$:Y$_3$Ga$_5$O$_{12}$ materials for spectrally multiplexed quantum memories
我们研究了795 nm的$^3$ H $_6$ $\leftrightarrow$ $^3$ H $_4$过渡在1%的Tm $^{3+}$:Y $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$在温度低至1.2 K的光量子存储器的持续光谱剪裁的基础上窄吸收功能的相关光谱特性。我们的测量结果表明,这种过渡具有均匀的相干性超过56 GHz的带宽,和一个简单的超精细结构分裂的$\pm$ 44 MHz/T的寿命长达数小时。此外,我们发现一个$^3$ F $_4$人口寿命为64毫秒-观察到的最长的寿命在固体中的电子水平之一-和一个非常长的相干寿命为490 $μ$ s -有史以来最长的观察到的Tm $^{3+}$离子在晶体中的光学跃迁。我们的研究结果表明,这种材料允许实现宽带量子存储器,使光谱复用量子中继器。
2014-10-22 quant-ph
Demonstration of a scalable, multiplexed ion trap for quantum information processing
制作并测试了一种用于量子信息处理的可扩展的多路复用离子阱。陷阱的设计和制造过程进行了优化,可扩展到小陷阱的大小和大量的互连陷阱,并集成的控制电子和光学。在室温下用Cd+、Mg+和Sr+离子以及在6 K下用Sr+测试具有类似设计的多个阱,其中各自的离子寿命为90 s、300 +/- 30 s、56 +/- 6 s和4.5 +/- 1.1小时。在室温和1.6MHz的陷阱频率下,测得Mg+的运动加热速率为7 +/-3量子/毫秒。对于Sr+,在6 K和540 kHz下,测得的加热速率为每秒220 +/- 30量子。
2009-07-09 quant-ph
Frequency multiplexed entanglement for continuous-variable quantum key distribution
具有连续变量的量子密钥分发已经使用在室温下具有低电子噪声的有利的高速单模零差检测。加上连续变量信息编码到非经典状态,通过有损信道的安全密钥传输的距离可以接近300公里,在目前的光纤。与相干状态协议相比,这样的协议容忍更高的信道噪声,并且还容忍有限的数据处理效率。通过增加系统时钟速率,以及进一步通过光传输信道的合适的频模复用,可以进一步增加密钥速率。然而,多路复用的模式在源或协议的任何其他部分中耦合在一起。因此,多路复用通信将经历串扰并且增益可以是极小的。有利地,零差检测器允许通过适当的数据处理来解决该串扰问题。这是一个潜在的优势,单光子探测器的协议,它不能实现类似的数据处理技术。我们证明了这种方法的积极成果的实验特征的频率复用纠缠源的飞秒光脉冲与自然串扰之间的八个纠缠对模式。作为主要结果,我们预测几乎15倍的高密钥速率。对频率复用纠缠源的实验测试和分析为大容量连续变量量子密钥分发的现场实现开辟了道路。
2021-10-27 quant-ph
High-speed phonon imaging using frequency-multiplexed kinetic inductance detectors
我们提出了一种利用耦合到一个单一的传输线的频率复用超导谐振器阵列的声子在硅片中的传播测量。电子读出允许完全同步的阵列采样,每谐振器带宽为1.2 MHz,允许子$μ$ s阵列成像。这项技术成就在各种低温应用中可能至关重要,包括单光子计数,量子计算和暗物质搜索。
2010-06-18 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Quantum Storage of Frequency-Multiplexed Heralded Single Photons
我们报道了集成激光写入稀土掺杂波导中的频率复用单光子的量子存储。单光子包含15个离散的频率模式,间隔为261 MHz,跨度为4 GHz。它是从通过腔增强自发下转换产生的非简并光子对获得的,其中预告光子在电信波长处,预告光子在606 nm处。利用原子频率梳(AFC)方案,通过在晶体的非均匀加宽内创建多个梳,将频率多模光子存储在掺杂镨的波导中。由于AFC方案的固有时间多模态性,每个频谱仓包括9个时间模式,使得存储的模式的总数约为130。我们证明了这种存储保留了单光子的非经典特性及其归一化的频谱。
2019-02-18 quant-ph
Observation of mHz-level cooperative Lamb shifts in an optical atomic clock
我们报告的直接观察共振电偶极偶极相互作用的原子在一个立方体阵列的多激发极限。的相互作用,介导的单原子耦合到共享的电磁真空,产生空间依赖的合作兰姆位移时,光谱询问的兆赫宽的光学时钟转换锶-87。我们表明,系综平均位移可以被抑制到低于最先进的光学原子钟的系统不确定度的水平。此外,我们证明,激发附近的原子偶极布拉格角可以增强这些效果的近一个数量级相比,非共振几何形状。考虑到频率测量的显着精度和建模响应的高精度,我们的工作表明,这样的时钟是一个新的平台,用于研究自旋与传播光子介导的远程相互作用的量子多体物理。
2023-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fast multiplexed superconducting qubit readout with intrinsic Purcell filtering
本文提出电容与电感同时耦合的紧凑陷波滤波电路,通过相消干涉实现本征Purcell滤波,在42 MHz线宽下完成四量子比特56 ns同时读出,平均赋值保真度达99.77%。
2024-09-11 quant-ph
Prospects for a mHz-linewidth laser
我们提出了一种新的光源的基础上有碱土金属原子在光晶格集体发射光子的超窄时钟过渡到一个高Q谐振器的模式。所得到的光辐射在mHz范围内具有极窄的线宽,由于集体效应,甚至小于时钟跃迁本身的线宽。$10^{-12}W$量级的功率电平是可能的,足以对从光学本地振荡器进行锁相。实现这种光源有可能将最佳时钟的稳定性提高两个数量级。
2009-04-01 physics.atom-ph quant-ph
Chip-Integrated Broadband Multi-Photon Source for Wavelength-Multiplexed Quantum Networks
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University(山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室)
本研究通过芯片集成的宽带多光子源实现电信波段四光子纠缠,展示了高保真度和高效率的量子态生成,为密集波长复用量子网络提供了实用方案。
2026-03-10 quant-ph
Cryogenic Time-Division-Multiplexed Voltage Control for Scalable Trapped-Ion Quantum Processors
QuEL, Inc.(QuEL公司);Center for Quantum Information and Quantum Biology, The University of Osaka(大阪大学量子信息与量子生物学中心);International Center for Elementary Particle Physics (ICEPP), The University of Tokyo(东京大学 elementary 粒子物理国际中心);Komaba Institute for Science (KIS), The University of Tokyo(东京大学驹场理学研究所);e-trees. Japan, Inc.(e-trees日本公司);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心);Inamori Research Institute for Science (InaRIS)(稻盛科学研究所)
本研究开发并验证了极低温环境下基于时间分复用的电压控制方案,用于静态和动态电极,解决了真空导管瓶颈问题。
2026-05-18 quant-ph
A Chip-scale Space-time Multiplexed Gaussian Boson Sampling Processor Beyond 10,000 Photons
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);TuringQ Co., Ltd.(图灵量子有限公司)
本文报道了首个芯片级时空复用高斯玻色采样系统,在薄膜铌酸锂芯片上集成高速调制与延迟线,实现超万光子检测,并展示了其在世界模型预测中的优势。
2026-09-11 quant-ph
Lumped-element broadband SNAIL parametric amplifier with on-chip pump filter for multiplexed readout
本文提出一种集总元件宽带SNAIL参量放大器,集成片上泵浦滤波器,在250 MHz带宽内实现20 dB平坦增益,并成功用于两个transmon量子比特的同时高保真读出。
2025-05-05 quant-ph
Quantum Storage of Frequency-Multiplexed Photons Exhibiting Nonclassical Correlations with Telecom C-Band Photons
本研究通过将增强腔体自发参量下转换源与原子频率梳存储器结合,实现了高频率多重性的量子存储,展示了非经典相关性与电信C波段光子的整合可行性。
2025-11-21 quant-ph
High-quality photonic entanglement for wavelength-multiplexed quantum communication based on a silicon chip
报道了一种基于CMOS兼容硅光子环形腔四波混频的能量时间纠缠光子对源。经过适当的优化,在$\rm 500\,μW$泵浦功率下,该光源具有400对纠缠光子/s/MHz的高光谱亮度.此外,谐振器已经被设计成产生与标准电信密集波分复用器兼容的频率梳结构。我们证明了高纯度的能量-时间纠缠,即,没有光子噪声,在电信C波段中的各种信道对之间具有接近完美的原始噪声($>$ ~98\%)。这样一个紧凑的源代表了一条通往更复杂的量子光子电路的道路,专用于量子通信系统。
2017-02-08 physics.optics quant-ph
Spectrally multiplexed and ultrabright entangled photon pairs in a lithium niobate microresonator
集成量子网络具有前所未有的可扩展性和复杂性,对具有复用能力的片上亮量子源的需求非常高。本文介绍了一种在锂酸盐微谐振器系统中产生的超亮宽带双光子量子源,在不引入传统畴极化的情况下,片上微盘产生的纠缠光子对覆盖了自发参量下转换中自然相位匹配所承诺的宽带带宽,实验上,复用光子对的特征在于受滤波系统限制的$30\ \rm nm$带宽,该量子源具有优异的单光子相关性$5.13\ {\rm MHz}/\upmu \rm W$和能量-时间纠缠性,具有优异的$804$干涉可见度,显示出突出的纯度。这种在电信波段的量子源为高维纠缠和未来的集成量子信息系统铺平了道路。
2021-10-18 physics.optics quant-ph
Ultra fast quantum key distribution over a 97 km installed telecom fiber with wavelength-division multiplexing clock synchronization
我们展示了超快BB84量子密钥分发(QKD)传输在625 MHz的时钟速率通过97公里的现场安装的光纤使用实际的时钟同步的波分复用(WDM)的基础上。我们成功地在超过一个小时的稳定密钥生成在高筛选密钥速率为2.4 kbps和低量子比特错误率(QBER)为2.9%。利用平均光子数为0,0.15和0.4光子/脉冲的诱饵方法,从传输数据中估计出渐近安全密钥速率为0.78-0.82 kbps。
2008-06-23 quant-ph
WISER: Systematic Design-Space Exploration of Trapped Ions with Multiplexed Control
University of Cambridge(剑桥大学)
WISER提出跨层设计空间探索框架,评估WISE全局控制囚禁离子架构的容错可行性,发现其可行空间狭窄,且布线可扩展性与逻辑吞吐量存在根本权衡,需大幅降低物理错误率和电路深度。
2026-10-05 cs.AR quant-ph
Multiplexed Processing of Quantum Information Across an Ultra-wide Optical Bandwidth
本文提出频率复用量子信道概念,利用宽带压缩光、光谱操控和参量零差探测并行处理量子信息,并在23个光谱信道上演示复用CV-QKD,有望将量子协议吞吐量提升数个数量级。
2024-11-20 physics.optics quant-ph
Cascaded multiplexed optical link on a telecommunication network for frequency dissemination
我们演示了一个级联的光链路的超稳定频率传播包括两个补偿链路的150公里和一个中继站。每条链路包括114公里的互联网光纤,通过密集波分复用技术同时传输数据流量,并通过电信网络的两个路由中心。使用双向光分插复用器将光参考信号插入到通信网络中并从通信网络中提取光参考信号。中继站自主运行,确保两条链路上的噪声补偿和超稳定的信号光再生。经补偿的链路在1秒测量时间显示出3 \times 10-15的分数频率不稳定性,在20小时显示出5 \times 10-20的分数频率不稳定性。这项工作为通过互联网在遥远的实验室之间广泛传播超稳定的光学时钟信号铺平了道路。
2010-09-27 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Characterization of Broadband Purcell Filters with Compact Footprint for Fast Multiplexed Superconducting Qubit Readout
提出一种小尺寸宽带 Purcell 滤波器,在 0.29 mm² 内实现超过 790 MHz 带宽,并可将量子比特寿命提升逾 5000 倍,适用于快速多路复用超导量子比特读出。
2023-12-27 cond-mat.supr-con quant-ph
High-rate Generation and State Tomography of Non-Gaussian Quantum States for Ultra-fast Clock Frequency Quantum Processors
本文利用光学参量放大器和相敏放大器构建6-THz压缩光源与66-GHz零差探测系统,实现0.9 MHz速率的非高斯量子态生成与层析,比现有实验高近三个数量级,并指出突破超导探测器抖动限制后有望达到GHz乃至THz速率。
2024-02-27 quant-ph
Practical Quantum Clock Synchronization Using Weak Coherent Pulses
针对经典双向定时协议易受非对称信道延迟影响、精度不足的问题,提出基于衰减弱相干脉冲与双向HOM干涉的量子增强时钟同步协议,仿真验证可实现亚纳秒级精度的灵活安全时钟同步。
2025-09-30 quant-ph
A superradiant clock laser on a magicwavelength optical lattice
在非相互作用冷原子的光钟跃迁中,理想的超辐射激光器将具有远低于兆赫线宽的极高的频率稳定度和精度。在任何具体的装置中,必须在有限的腔模体积内限制和泵浦足够多的原子。使用魔波长晶格使光偏移最小化,并且允许几乎均匀地耦合到腔模式。尽管如此,原子仍然受到偶极-偶极相互作用和集体自发衰变的影响,这损害了最终的频率稳定性。在高密度极限下,Dicke超辐射线宽的增加将使激光谱线展宽,最近邻耦合将引起激光频率的漂移和起伏。我们估计的幅度和缩放这些影响的直接数值模拟的几个原子系统不同的几何形状和密度。对于处于规则填充魔波位形的锶,原子间相互作用仅引起小的激光频移,集体自发发射对激光的展宽作用很弱。这些相互作用通常增强了激光对腔长波动的敏感性,但对于最佳选择的操作条件,可以导致原子偶极子的同步改善。
2014-02-19 quant-ph
Single-shot high-resolution spectroscopy of single-photon-level optical pulses using a virtually imaged phased-array and single-photon avalanche diode array
本文提出并实验验证了一种结合VIPA频率到空间模式映射与SPAD阵列空间模式检测的单次高分辨率单光子光谱系统,其120 MHz频率模式间隔与掺Pr$^{3+}$离子的Y$_2$SiO$_5$原子频率梳量子存储器相匹配,有望最大化频率复用量子中继器的多路复用能力。
2025-06-23 quant-ph
Upper Bounds for the Clock Speeds of Fault-Tolerant Distributed Quantum Computation using Satellites to Supply Entangled Photon Pairs
本文针对容错分布式量子计算(FTDQC)的可行性问题,推导了利用卫星网络提供不完美物理Bell对时产生逻辑Bell对速率的闭合表达式,并证明在州级至跨大陆距离下可实现1 MHz至100 Hz量级的集体时钟频率。
2024-02-15 quant-ph
Large-scale integration of near-indistinguishable artificial atoms in hybrid photonic circuits
开发量子计算机和远程量子网络的一个核心挑战在于在许多可单独控制的量子比特之间分配纠缠。钻石中的颜色中心已经成为领先的固态“人造原子”量子比特,能够按需远程纠缠,相干控制超过10个具有分钟长相干时间的辅助量子比特,以及增强记忆的量子通信。关键的下一步是将大量的人造原子与光子结构集成,以实现大规模的量子信息处理系统。到目前为止,这些努力一直受到量子位不均匀性,低器件产量和复杂器件要求的阻碍。在这里,我们介绍了一个高产量的异质集成的“量子微芯片”(QMCs)-金刚石波导阵列含有高度相干的颜色中心-与氮化铝(AlN)的光子集成电路(PIC)的过程。我们的工艺能够在PIC中开发72通道无缺陷锗空位(GeV)和硅空位(SiV)色心阵列。光致发光光谱揭示了GeV(SiV)发射体的54 MHz(146 MHz)的长期稳定和窄的平均光学线宽,接近32 MHz(93 MHz)的寿命限制线宽。此外,单个量子位中的不均匀性可以通过超过100 GHz的光频率的集成调谐来原位补偿。将大量几乎不可区分的人造原子组装成相位稳定的PIC的能力为多路复用量子中继器和通用量子计算机提供了一种架构。
2019-11-13 quant-ph
A high-performance optical lattice clock based on bosonic atoms
迄今为止,仅使用费米子证明了在$10^{-17}$范围及以下具有不确定性和不稳定性的光晶格时钟。在这里,我们展示了一个玻色子光晶格时钟与$3\times 10^{-18}$的不稳定性和$2.0\times 10^{-17}$的准确性,这两个值提高了以前的工作的一个因素30。这是通过使用低温硅谐振器提供的长相干时间,通过仔细稳定相关操作参数,以及通过在低原子密度下操作,以4 s的超长询问时间探测时钟跃迁来实现的。这项工作表明,玻色子时钟,结合高度相干的询问激光器,适用于具有特殊要求的高精度应用,如高可靠性,可运输性,在太空中运行,或适用于特定的基础物理主题。作为一个例子,我们确定的$^{88}\textrm{Sr} - ^{87}$锶同位素位移与12兆赫的不确定性。
2018-03-08 physics.atom-ph quant-ph
Pulse-resolved post-generation phase control of squeezed light at 93 MHz with a bulk lithium-niobate modulator
Università degli Studi di Milano(米兰大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano(意大利国家核物理研究所米兰分部);Istituto di Fotonica e Nanotecnologie - CNR(光子与纳米技术研究所-意大利国家研究委员会)
本研究利用低损耗体铌酸锂电光调制器,在93 MHz重复率下实现压缩真空态逐脉冲相位控制,验证了产生后量子态相位操控的可行性。
2026-10-05 quant-ph
A Fiber-pigtailed Quantum Dot Device Generating Indistinguishable Photons at GHz Clock-rates
Technical University Berlin(柏林工业大学);Wroclaw University of Science and Technology(弗罗茨瓦夫科技大学);Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences(中国科学院半导体研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
该研究提出了一种基于混合圆形布拉格光栅微腔的光纤耦合量子点器件,实现了GHz时钟速率下单个不可区分光子的高效生成。
2026-02-10 quant-ph
Spectral multiplexing of telecom emitters with stable transition frequency
在量子网络中,相干发射器可以使用光子通道在大距离上纠缠。在固态器件中,所需的高效光发射器界面可以通过将光限制在纳米光子结构中来实现。然而,波动的电荷和磁矩在附近的界面,然后导致光谱的不稳定性的发射体。在这里,我们避免这种限制时,提高光子发射高达70(12)倍,使用法布里-珀罗谐振器与嵌入式19微米薄的晶体膜,其中我们观察到约100个单独的铒发射器。在长期测量中,它们表现出< 0.2 MHz的特殊光谱稳定性,这受到与周围核自旋耦合的限制。我们进一步实现光谱复用相干控制,并找到0.11(1)ms的光学相干时间,接近最强耦合发射器的寿命极限0.3 ms。我们的研究结果构成了一个重要的一步,频率复用量子网络节点直接在电信波长。
2022-10-28 physics.optics quant-ph
Dynamic cancellation of ac Stark shift for pulsed EIT/Raman optical lattice clocks
我们提出了一种电磁感应透明(EIT)/拉曼和脉冲光谱技术相结合的方法来精确地消除碱土金属原子禁光晶格时钟跃迁中EIT场引起的频移。时间分离的激光脉冲被设计为在相干叠加中捕获原子,同时消除在特定的激光失谐处从中间激发态的非共振ac Stark贡献。该方案实现了有效的人口转移高达60%的潜在不准确$<$ $10^{-17}$。由密度矩阵方法确定的外部光位移的取消确认由复杂的波函数形式主义,足够的兆赫精度,在低场强度或短的相互作用时间。
2006-10-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
All-optical measurement-device-free feedforward enabling ultra-fast quantum information processing
The University of Tokyo(东京大学);NTT Corporation(日本电信电话株式会社);University of Massachusetts Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校);RIKEN Center for Quantum Computing(理化学研究所量子计算中心)
本文提出一种全光测量设备-free 馈送技术,实现1.3 THz时钟速率的超快量子信息处理,推动光学量子计算机的发展。
2024-11-19 quant-ph
Single-shot high-resolution identification of discrete frequency modes of single-photon-level optical pulses
频率复用量子通信通常需要对单个光子的频率模式进行单次识别。在本文中,我们提出了一个方案,可以识别的频率模式与高分辨率,即使自发辐射的光子的产生时间是未知的,通过结合时间到空间和频率到时间的模式映射。我们还演示了映射的频率模式(100 MHz的间隔)的时间模式(435 ns的间隔)的弱相干脉冲使用原子频率梳。该频率间隔接近Pr3+离子掺杂Y2SiO5晶体的原子频率梳量子存储器的最小频率模式间隔,并且所提出的方案具有最大化存储器的量子中继器方案的频率复用的潜力。
2022-10-19 quant-ph
Programmable cavity-enhanced telecom quantum memory in thin-film lithium niobate
Nanjing University(南京大学)
本文提出一种基于薄膜铌酸锂的可编程腔增强量子存储器,实现了高效的电信频段存储与快速光谱控制,展示了高对比度原子频梳的制备及量子纠缠验证。
2026-07-16 physics.optics quant-ph
One-Way Quantum Repeater with Rare-Earth-Ions Doped in Solids
提出利用固体中掺杂稀土离子与纳米腔耦合高效生成光子簇态,并采用多路复用方案,以少于100个量子发射器在数千公里距离上实现兆赫兹密钥率,用于一向量子中继器节点。
2024-04-13 quant-ph
Portable Laser-Pumped Rb Atomic Clock with Digital Circuits
本文提出一种小型低功耗的DFB激光抽运铷原子钟,采用光学扩散器扩束、磁控管微波腔、双层磁屏蔽及数字电路实现频率合成与锁定,短期稳定度达1.8×10⁻¹²τ⁻¹/²。
2025-08-19 physics.atom-ph quant-ph
Quadrupole shift cancellation using dynamic decoupling
我们提出了一种方法,使用射频脉冲,以消除四极移的光学时钟过渡。四极移是捕获离子晶体中固有的非均匀加宽机制,限制了当前光学离子钟与单个探针离子一起工作。在离子频率的每个询问周期消除该偏移允许在时钟中使用$N>1$离子,从而根据标准量子极限将时钟频率的不确定性降低$\sqrt{N}$。我们的序列依赖于四极移的张量性质,因此也取消了其他张量位移,如张量ac斯塔克位移。我们实验证明我们的序列上的三个和七个$^{88}\mathrm{Sr}^{+}$离子被困在一个线性的保罗陷阱,使用相关光谱。我们显示了减少的四极移离子之间的差异$\approx20$兆赫的水平,其他的移位,如相对论2 $^{\mathrm{nd}}$阶多普勒频移,预计将限制我们的光谱分辨率。此外,我们表明,使用射频动态去耦,我们也可以取消1 $^{\mathrm{st}}$阶塞曼位移的影响。
2018-08-31 physics.atom-ph quant-ph
Coherent optical-microwave interface for manipulation of low-field electronic clock transitions in $^{171}$Yb$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$
固态自旋与光场和微波场的相干相互作用为一系列量子技术提供了平台,例如量子传感,微波到光量子转换和光量子存储器。具有电子自旋的稀土离子在这种情况下是有趣的,但在长晶体上同时有效地驱动光学和微波跃迁是具有挑战性的。在这项工作中,我们使用一个环隙微波谐振器相干驱动光学和微波时钟跃迁在$^{171}$ Yb $^{3+}$:Y $_2$ SiO $_5$,在接近零的外部磁场。低磁场制度是特别有趣的接口这些自旋跃迁与超导电路。我们实现了0.56 MHz的拉比频率在2.497 GHz,超过1厘米长的晶体。此外,我们提供了新的见解,在非常低的领域的自旋退相机制,超超精细引起的哈恩回波信号崩溃在低场起着重要的作用。我们的计算和测量结果表明,在$^{171}$ Yb $^{3+}$:Y $_2$ SiO $_5$中,有效磁矩可以被操纵,从而抑制了时钟跃迁时的超精细相互作用.在掺杂浓度为2 ppm和温度为$3.4$ K时,我们实现了$^{171}$ Yb $^{3+}$:Y $_2$ SiO $_5$中报道的$10.0 \pm 0.4 ~\text{ms}$的最长自旋相干时间。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph