Quantum chaos in an ion trap: the delta-kicked harmonic oscillator
我们提出了一个实验配置，在离子阱中，量子力学δ-踢谐振子可以实现，并进行了研究。我们展示了如何直接测量离子运动的外部参数的微小变化的灵敏度。
1997-12-18 quant-ph
Direct characteristic-function tomography of quantum states of the trapped-ion motional oscillator
实现了囚禁钙离子运动振荡量子态对称特征函数的直接读出。使用适当选择的内部电子状态相关的位移双色激光场的基础上，我们映射的位移算子的实部或虚部的期望值的内部状态，随后使用荧光检测读出。结合两个读出结果提供了关于对称特征函数的全部信息。我们通过将其应用于一系列原型量子振子态，包括位移和压缩高斯态以及在连续变量量子计算中应用的位移压缩态的两个和三个分量的叠加，来表征该技术的性能。对于每一个，我们讨论的特征函数和维格纳相空间准概率分布的相关功能。使用减少的测量次数直接重建这些高度非经典的振荡器状态是理解和优化这些系统的控制用于量子传感和量子信息应用的必要工具。
2019-07-15 physics.atom-ph quant-ph
Ion trap transducers for quantum electromechanical oscillators
当代物理学的一个持久挑战是在宏观系统中实验观察和控制量子行为。我们发现，一个单一的囚禁原子离子可以用来探测预冷到4K的介观机械振荡器的量子性质，并进一步，以高效率冷却到它的量子基态。拟议的实验可利用现有技术进行。
2005-01-09 quant-ph
Cubic Phase Gate with a Trapped Ion Oscillator
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
本文实验演示了一种通过数值优化态相关力脉冲来近似三次相位门的协议，适用于真空和低α相干态输入，并验证了其性能，可扩展至其他非线性幺正操作。
2026-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Trapped ions in optical lattices for probing oscillator chain models
我们发现，一个链的捕获离子嵌入微陷阱产生的光晶格，可以用来研究振荡器模型相关的干摩擦和能量输运。数值计算与现实的实验参数表明，无论是静态和动态的离子链的性质显着变化的光晶格功率的变化。最后，我们提出了一个利用自旋自由度来探测离子链相空间结构和量子临界行为的实验方案。
2011-07-02 quant-ph
Proposal for measurment of harmonic oscillator Berry phase in ion traps
我们提出了一个测量被囚禁离子振动自由度的Berry相位的方案。从离子的振动相干态出发，我们展示了如何通过使用一个纯粹的几何相位反转相干态振幅的符号。这可以通过离子的内部自由度来检测。我们的方法可以应用于薛定谔猫态的制备。
2000-08-01 quant-ph
Amplitude sensing below the zero-point fluctuations with a two-dimensional trapped-ion mechanical oscillator
我们提出了一种技术来测量的$\sim$ 100离子的二维离子晶体的质心（COM）运动的幅度。通过在远离COM谐振频率的频率下感测运动，我们通过实验确定了该技术的测量不精确度。我们解决振幅小至50 pm，40倍小于COM模式零点波动。该技术采用自旋相关的光偶极力将机械振荡耦合到被捕获离子的电子自旋，从而能够通过读出自旋状态来测量COM运动的一个正交。我们证明了灵敏度限制设置自旋投影噪声和自旋退相干由于非共振光散射。当在与COM模式频率的共振上执行时，这里所展示的技术可以使得能够检测极弱的力（$< \,$ 1 yN）和电场（$< \,$ 1 nV/m），从而提供探测量子传感极限和搜索超出标准模型的物理的机会。
2017-06-30 physics.atom-ph quant-ph
Sequential modular position and momentum measurements of a trapped ion mechanical oscillator
位置和动量观测值的非对易性是量子物理学的标志性特征。然而，这种不相容性并不延伸到这些基本变量中周期性的可观测量。这种模变量观测量已被建议作为容错量子计算和增强的量子传感的工具。在这里，我们实现了连续测量的模块化变量的振荡运动中的一个单一的被困离子，使用状态相关的位移和一个预示着非破坏性的读出。我们调查的交换性质的模块化变量可观的连续测量之间的时间证明没有信号，使用各种输入状态。在存在量子干涉的情况下，我们使用压缩输入态来增强，不同周期的测量显示了信号的时间。连续测量允许我们提取模变量的两次迭代，我们使用它来违反Leggett-Garg不等式。实验涉及多达8个相干、压缩或Fock态波包的多分量叠加的控制和相干性。信号的时间以及Leggett-Garg不等式作为有效的量子证人，我们在这里探测与机械振荡器，一个系统，它有一个自然的交叉从量子到经典政权。
2017-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Revealing non-classical behaviours in the oscillatory motion of a trapped ion
揭示非经典行为的动力学中的一个被困离子通过测量合适的运营商的平均值的可能性报告。特别是，我们专注于被称为“奇偶效应\rq \rq”的表现，它可以被观察到\emph{directly measuring}，一个适当的相关算子的期望值。我们的建议的实验可行性进行了讨论。
2002-05-24 quant-ph
Indirect Cooling of Weakly Coupled Trapped-Ion Mechanical Oscillators
本文提出利用囚禁势参量调制将弱冷却辐射耦合模式与强冷却辐射耦合模式耦合，实现囚禁离子晶体中难以直接冷却运动模式的间接近基态冷却，并在多种同种及混合离子晶体中验证了该方法的有效性。
2024-04-03 physics.atom-ph quant-ph
Coherently displaced oscillator quantum states of a single trapped atom
通过激光诱导的运动边带相互作用，简谐束缚离子的相干位移谐振子数态可以耦合到离子的两个内部态。内部状态随后可以通过状态相关荧光在投影测量中读出，具有近单位保真度。这导致了丰富的一组线的形状时，记录边带激发后的内部状态的激发概率，作为位移驱动相对于离子的运动频率的频率失谐的函数。我们精确地表征的相干位移的基础上产生的线的形状，表现出尖锐的功能，是有用的振荡器频率确定从单量子制度到非常大的相干态，平均占用数为几百。我们还介绍了一种基于多个相干位移和自由进动的技术，用于表征在500 Hz至400 kHz的频率范围内的陷阱电位上的噪声。来自离子的信号被直接用于发现和消除光谱中通常无法访问的部分中的技术噪声源。
2018-11-01 physics.atom-ph quant-ph
Exact Mapping of the 2+1 Dirac Oscillator onto the Jaynes-Cummings Model: Ion-Trap Experimental Proposal
我们精确地研究了2+1 Dirac振子的动力学，发现了由纯相对论性起源的{ \it Zitterbewegung}引起的自旋振荡。我们发现这个量子相对论系统到Jaynes-Cummings模型的精确映射，描述了一个二能级原子与一个量子化单模场的相互作用。这种等价性使我们能够将一系列量子光学现象映射到相对论振子上，反之亦然。我们提出了一个现实的实验建议，在达到目前的技术，研究这两种模式使用一个单一的被困离子的等效性。
2007-04-18 quant-ph
Encoding a qubit in a trapped-ion mechanical oscillator
量子计算机的稳定运行将依赖于纠错，其中单个量子比特的信息冗余地存储在更大系统的希尔伯特空间中。这种编码的量子位通常基于许多物理量子位的阵列，但也可以使用单个高维量子系统（如谐振子）来实现。从位置本征态的周期性间隔叠加形成强大的编码。已经提出了各种建议来实现这种状态的近似值，但这些建议迄今为止仍然遥不可及。在这里，我们展示了这样一个编码的量子比特使用一个单一的捕获钙离子的谐波运动的位移压缩态的叠加，通过耦合到一个辅助的内部状态量子比特控制和测量振荡器。我们准备和重建逻辑状态的平均平方保真度为$87.3 \pm 0.7 \%$，并展示了一个通用的逻辑单量子位门集，我们分析使用过程层析成像。对于泡利门，我们达到$\approx 97\%$的过程并行性，而对于连续旋转，我们使用门隐形传态实现$\approx 89 \%$的并行性。该控制方法为探索连续变量误差校正以及使用离散变量和连续变量的混合量子信息方案开辟了一条途径。代码状态也直接应用于量子传感，允许同时测量位置和动量的小位移。
2018-07-03 physics.atom-ph quant-ph
A Single Trapped Ion as a Time-Dependent Harmonic Oscillator
我们展示了如何一个单一的被困离子可能被用来测试各种重要的物理模型实现随时间变化的谐振子。离子本身通过激光诱导的电子跃迁充当其自身的运动检测器。Alsing等人[Phys. Rev. Lett. 94，220401（2005）]提出，可以用指数衰减的陷阱频率来模拟膨胀宇宙中的（热）吉本斯-霍金辐射，但所用的哈密顿量是不正确的。我们应用我们的一般解决方案，这个实验的建议，纠正了一个单一的离子的结果，并表明，虽然实际的光谱是从吉布斯-霍金的情况不同，但它仍然与这个结果共享一个重要的实验签名。
2007-07-27 quant-ph
Amplifying a zeptonewton force with a single-ion nonlinear oscillator
本研究利用离子阱平台中单钙离子的Duffing型非线性振荡与双稳态特性，通过振动共振效应实现了仄牛顿量级简谐力信号20倍的放大，为控制接近量子态的机械振荡器非线性现象开辟了新可能。
2023-05-17 quant-ph
Realization of nonlinear oscillators with a trapped ion
本文研究了二维阱势中具有量子化质心运动的囚禁离子。在外加激光场作用下，两个正交振动模的有效（非）线性耦合可以通过受激喇曼跃迁建立。可以产生非经典振动态，如压缩态或双模纠缠态（薛定谔猫态）。当振动模与内能能级纠缠时，可以制备出Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。
1997-05-21 quant-ph
Dicke-Ising quantum battery of an ion chain driven by a mechanical oscillator
本文提出在机械振子驱动的囚禁离子链上实现量子电池，揭示反旋波项对充电能量、ergotropy和量子相变的关键影响，并分析充电过程对离子间距的幂律依赖。
2025-07-07 quant-ph
Quantum synchronization of quantum van der Pol oscillators with trapped ions
Van der Pol振荡器是典型的自持振荡器，已被用于模拟生物和其他经典过程中的非线性过程。在这项工作中，我们研究量子涨落如何影响锁相在一个或多个范德波尔振荡器。我们发现，锁相是更强大的量子模型比在等效的经典模型。捕获离子实验非常适合通过边带加热和冷却运动模式来模拟量子体系中的范德波尔振荡器。我们提供了现实的实验参数${}^{171}\text{Yb}^+$与目前的技术实现。
2013-11-12 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Algorithmic Ground-state Cooling of Weakly-Coupled Oscillators using Quantum Logic
大多数离子缺乏直接激光冷却所必需的快速循环跃迁。在大多数情况下，它们仍然可以通过与第二个限制在相同电势中的可冷却离子物种的库仑相互作用而被同情地冷却。如果两种离子类型的荷质比太不匹配，则某些运动自由度的冷却变得困难。这限制了量子门可实现的保真度和光谱精度。在这里，我们介绍了一种新的算法冷却协议，用于将声子从较差的冷却模式转移到有效的冷却模式。我们通过同时使Be $^{+}$ -Ar $^{13+}$混合库仑晶体的两个运动模接近它们的零点能量来证明它，尽管离子之间的耦合很弱。我们达到最低温度报告的高电荷离子，只有$T\lesssim200~\mathrm{μK}$在两种模式中的每一个，对应于一个剩余的平均运动声子数$\langle n \rangle \lesssim 0.4$的剩余温度。结合射频离子阱中观察到的最低电场噪声，这些值使得能够实现基于高度带电离子的光学时钟，其分数系统不确定性低于$10^{-18}$水平。我们的方案也适用于（反）质子，分子离子，宏观带电粒子，和其他高电荷的离子物种，使其运动的量子基态的陷阱可靠的准备。
2021-02-25 physics.atom-ph quant-ph
A complicated Duffing oscillator in the surface-electrode ion trap
在自制的表面电极阱（SET）中，观察到了单囚禁$^{40}Ca^{+}$离子的振荡耦合和不同的非线性效应。这种耦合和非线性是由于单电子晶体管的不同布局和制造的不对称性而产生的高阶多极势引起的。用多重尺度法求解了一个复杂的含耦合振荡项的Duffing方程，与实验值吻合得很好。我们在SET中的研究有助于利用现有技术探索非线性和抑制量子比特的不稳定性与囚禁离子的量子信息处理。
2013-02-16 quant-ph
Theoretical study on rotation measurement with a quantum vibration oscillator based on Penning trapped ions
本文提出基于彭宁囚禁钙离子晶体的量子谐振子旋转测量方案，利用科里奥利力耦合磁控管运动与轴向振动，通过自旋-运动纠缠探测质心位移，并给出参数匹配条件与灵敏度分析。
2025-04-10 quant-ph
Mechanical Squeezed Kerr Oscillator based on Tapered Ion Trap
本文提出在锥形离子阱中用单个离子实现机械压缩Kerr振子，通过阱几何导致的模式耦合产生可控Kerr非线性，实现非高斯量子门，并利用非线性实现运动压缩，且频率间隙增大有利于快速量子门。
2025-03-31 quant-ph
Strong coupling cavity QED using rare-earth-ion dopants in monolithic resonators: what you can do with a weak oscillator
研究了在单片光学谐振腔中利用稀土离子作为杂质实现腔量子电动力学强耦合的可能性。我们的结论是，由于稀土的振子强度弱，它可能是可能的，但很难达到的制度，其中单光子拉比频率是大的腔和原子的衰变率相比。然而，达到饱和光子数和原子数小于1的状态应该更容易实现。我们表明，在这个“坏腔”制度，转移的量子态和光学相移的条件下的原子的状态仍然是可能的，并提出了一种方法用于相干检测单掺杂剂。
2009-11-30 quant-ph
Reply on `comment on our paper `Single two-level ion in an anharmonic-oscillator trap: Time evolution of the Q function and population inversion ''
我们在这里表明，在我们的论文中使用的模型哈密顿离子振动的q模拟谐振子陷阱和经典的单模光场的相互作用，确实是通过取代通常的玻色子创建和湮灭运营商的谐振子陷阱模型的q变形对应。本文所作的近似相当于在q模拟谐振子阱中的离子-激光相互作用中使用算符$F_{q}=exp{-(|ε|^2}/2)}exp{iεA^{\dagger}}exp{iεA}$，它类似于谐振子阱中离子的相应算符$F=exp{-(|ε|^2 /2)}exp{iεa^{\dagger }}exp{iεa}$。在我们的文章中，我们并不声称已经对角化了算符$F_q = exp{i ε(A^{\dagger}+A)}$，因为它的基态是|g，m>和|e，m>不是解析向量。
1999-03-19 nucl-th quant-ph
Measurement-based ground state cooling of a trapped ion oscillator
基于测量的冷却是一种方法，通过这种方法，最初处于热态的量子系统可以通过某种测量在其基态中制备。这是通过进行预示系统处于所需状态的测量来完成的。在这里，我们演示了应用基于测量的冷却技术被困原子离子。通过多普勒激光冷却将离子预冷却到具有平均激发$\bar n \approx 18$的热状态，并且基于测量的冷却技术选择离子恰好处于运动基态的那些场合。预告过程的保真度大于95%。这种技术可以应用于不像捕获离子那样适合于激光冷却的其他系统。
2023-01-30 quant-ph
Quantum singular oscillator as a model of two-ion trap: an amplification of transition probabilities due to small time variations of the binding potential
继M. Combescure [Ann.Phys.（NY）204，113（1990）]中，我们应用量子奇异含时振子模型来描述阱中两个离子的相对一维运动。我们认为，该模型可以合理的低能量激发态的量子数$n\ll n_{max}\sim 100$，提供的无量纲常数表征的排斥势的强度是足够大的，$g_*\sim 10^5$。构造了含时类高斯波包，推广了谐振子的奇相干态和激发数本征态。我们表明，离子的相对运动，在对比其质心对应物，是非常敏感的结合谐波势的时间依赖性，因为大值的$g_*$的结果在一个显着放大的能量本征态之间的跃迁概率，即使是缓慢的时间变化的频率。
1997-12-16 quant-ph
Coupled quantized mechanical oscillators
谐振子是最简单的物理系统之一，也是最基本的物理系统之一。它在自然界中无处不在，通常作为更复杂系统的近似值或作为更大模型的构建块。谐振子在量子体系中的实现包括腔中的电磁场[1 - 3]和被困原子的机械模式[4]或宏观固体[5]。通过光场耦合实现了单个囚禁离子的两个运动模式之间的量子化相互作用[6]，并且通过它们的内部状态间接实现了两个离子在不同位置的纠缠运动[7]。然而，保持在分离位置的量子化机械振荡器之间的直接可控耦合先前尚未实现。在这里，我们通过两个离子的相互库仑相互作用来实现这种耦合，这两个离子保持在相隔40 μ m的捕获电势中（类似的工作在相关论文中报道[8]）。通过将限制阱调谐到共振，能量在量子水平上在离子之间交换，建立直接相干运动耦合对于单独捕获的离子是可能的。该系统演示了量子信息处理和量子模拟的构建块。更广泛地说，这项工作是混合量子系统实验的自然先驱，例如将捕获的离子耦合到量化的宏观机械或电子振荡器[9 - 13]。
2011-11-14 quant-ph
Charged oscillator quantum state generation with Rydberg atoms
我们探讨了通过将一个带电的机械振子耦合到一个处于高位里德堡态叠加态的原子流中来实现其量子态工程的可能性。我们的方案依赖于通过将其耦合到原子双光子跃迁来驱动振荡器内的双声子共振。这种方法实现了一个可控的开放系统动力学的振荡器，允许耗散创建的压缩和其他非经典状态，这是中央的应用，如传感和计量学或宏观物体的经典和量子力学描述之间的边界的基本问题的研究。我们表明，这些功能是强大的振荡器与环境的耦合所产生的热噪声。最后，我们评估了该计划的可行性，发现所需的耦合强度是具有挑战性的，以实现与当前国家的最先进的技术。
2016-08-09 physics.atom-ph quant-ph
Unconditional accumulation of nonclassicality in a single-atom mechanical oscillator
我们报告的强大的实验积累的非经典性运动的一个单一的被困离子。的非经典性源于确定性的非相干调制的热声子数分布实现的激光激发离子的内部电子能级和外部运动状态之间的非线性耦合。我们证明了这个非线性过程的重复应用单调累积的可观察状态的非经典性。输出态收敛到与特定Fock态高度重叠的声子数分布，并且可见量子非高斯方面包括相应的负Wigner函数。由此产生的振子状态证明了量子非高斯性的层次结构中的确定性跃迁，最多可达四个声子。这种转变是非常强大的实验缺陷，并产生越来越多的纠缠潜力。
2020-04-27 physics.atom-ph quant-ph
Thermally induced entanglement of atomic oscillators
激光冷却的线性Paul阱离子是实现量子模拟，特别是多体系统量子模拟的理想选择。有助于这一点的性质也提供了在少体系统中展示意想不到的量子现象的机会。一对离子在这样的陷阱中相互作用，通过库仑相互作用交换振动量子。这种线性相互作用可以通过与其中一个离子的内部两能级结构的基元耦合进行非谐调制。在自身耦合到离子的内部基态的被动耦合振荡器中的热能的驱动下，非线性相互作用自主地且无条件地在离子的机械模式之间产生纠缠。我们研究这种反直觉的热诱导纠缠几个实验可行的模型系统，并提出参数制度，最先进的被困离子系统可以产生这样的现象。此外，我们证明了这种热诱导纠缠的多量子比特增强。
2022-03-03 quant-ph
Observation of synchronization between two quantum van der Pol oscillators in trapped ions
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Challenge Institute for Quantum Computation, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校量子计算挑战研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)（马德里材料科学研究所）
研究通过设计耗散在混合同位素囚禁离子量子模拟器中实现了两个量子范德波尔振荡器的同步，展示了同步相位无法通过局部测量获得，需联合读取，并探讨其在传感中的应用。
2025-11-18 quant-ph
Para-particle oscillator simulations on a trapped ion quantum computer
本文提出在囚禁离子量子计算机上数字模拟副粒子振荡器，通过将副粒子态映射到量子比特寄存器并识别为$XY$模型实现多项式门深度增长，实验验证了对副费米子和副玻色子动力学的完全控制。
2022-07-06 quant-ph
Correlated Pair Creation with Positive- and Negative-Frequency Oscillators in a Trapped-Ion Quantum Simulator
Rice University（莱斯大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究在囚禁离子量子模拟器中，通过调控双模量子Rabi模型的频率符号，实现关联对产生，构建双模参量放大器并产生多种纠缠态，还提出了可在现有平台实现的方案。
2026-10-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Generation of Fock states and qubits in periodically pulsed nonlinear oscillator
我们证明了一个耗散非线性振子的量子制度，在超过特征退相干时间的时间间隔内，实现了Fock态的创建以及Fock态的叠加。制备量子态的条件是强克尔非线性以及通过激发解析的较低的振荡能级与特定的训练的高斯脉冲。这提供了实际的签名，寻找在实验中与冷却的非线性振荡器。
2012-05-13 quant-ph
1/N-expansion and nonclassical state generation in higher-order anharmonic oscillators
论文撤回
1999-12-09 physics.optics quant-ph
Coherent coupling and non-destructive measurement of trapped-ion mechanical oscillators
本研究通过振荡电势实现了囚禁离子晶体中不同运动模式间单量子的相干交换，演示了高保真度量子态转移、分束器操作、模式纠缠及非破坏性投影测量，提升了其在连续变量量子计算与纠错中的适用性。
2024-07-30 quant-ph
A Hardware-Native Trapped-Ion Hybrid Qudit-Oscillator Instruction Set
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
该研究提出硬件原生的混合量子位-振子指令集，基于囚禁离子多能级结构实现通用量子计算，在40Ca+量子位处理器上运行Trotter步长速度提升约十倍，平均RMSE约1.1%，并在HybridLane框架中实现。
2026-10-12 cs.AR cs.ET quant-ph
Quantum harmonic oscillator spectrum analyzers
噪声的表征和抑制对于在量子体系中控制谐振子是必不可少的。我们测量噪声频谱的量子谐振子从低频到近振荡器共振感测其响应的振幅调制的周期性驱动与量子比特。使用被困离子的运动，我们实验证明了两种不同的实现与组合的灵敏度，从500 Hz到600 kHz的噪声。我们应用我们的方法来测量的离子阱电位在以前未访问的频率范围内的固有噪声谱。
2021-06-25 quant-ph
A Coupled-Oscillators Model to Analyze the Interaction between a Quartz Resonator and Trapped Ions
本研究建立了石英谐振器与囚禁$^{40}$Ca$^+$离子相互作用的耦合振荡器模型，结合7特斯拉Penning阱实验提取了耦合常数与修正回旋频率，为精密质谱及高灵敏度粒子探测提供新途径。
2022-08-08 quant-ph
Quantum-enhanced sensing of a mechanical oscillator
使用特殊的量子态来实现低于经典行为状态所建立的极限的灵敏度，自其诞生以来就取得了巨大的成功。在玻色子干涉仪中，压缩态、数态和猫态已经在各种平台上实现，并且已经证明了基于相干态的干涉仪的改进的测量精度。另一种计量学上有用的状态是两个具有最大不同能量的本征态的相等叠加;这种状态理想地达到量子力学所允许的完全干涉灵敏度。通过利用改进我们的设备，主要是为了达到更高的操作精度在量子信息处理，我们扩展了一种技术，以创建数态高达$n=100$和产生的谐波振荡器基态和数态的形式$\textstyle{\frac{1}{\sqrt{2}}}(\lvert 0\rangle+\lvert n\rangle)$与$n$高达18在一个单一的捕获离子的运动的叠加。虽然实验的不完善性使我们无法达到理想的海森堡极限，但我们观察到对振荡器频率变化的灵敏度增强，该振荡器频率最初随$n$线性增加，在$n=12$处具有最大值，在该最大值处，我们观察到与具有相同平均占用数的相干态的理想测量相比，灵敏度高3.2（2）dB。使用数态叠加的量子优势可以被用来对任何谐振子系统进行精确测量;在这里，它使我们能够在5 s内跟踪单个捕获离子的振荡的平均分数频率约为2.6 $\times$ 10 $^{-6}$。这样的测量应该提供捕获电势上的缺陷和噪声的改进的表征，这可能导致运动退相干，运动退相干是利用捕获离子的量子信息处理中的主要误差…
2019-01-07 physics.atom-ph quant-ph
HyPulse: A Pulse Synthesis Framework for Hybrid Qubit-Oscillator Gates on Trapped-Ion Platform
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
HyPulse 提出了一种硬件感知的脉冲合成与生成框架，通过分阶段架构将脉冲发现与电路组装解耦，提供高保真度的脉冲库以支持混合量子-振子门的脉冲合成。
2026-04-29 cs.ET quant-ph
Generation of macroscopic Schrödinger-cat states in qubit-oscillator systems
我们提出了一个在量子谐振子（电磁场或机械谐振器）中通过条件位移机制耦合到量子比特（二能级系统）产生宏观薛定谔猫态的方案。通过单色地驱动量子位，量子位状态的振荡修改了作用在振荡器上的驱动力的有效频率，并且可以实现对振荡器的谐振或近谐振驱动。然后，由于驱动力的小失谐，振荡器的位移显著增强，并且可以超过零点波动的位移。这种效应可以用来在振荡器中制备宏观上不同的相干态的量子叠加。我们提出了详细的研究在封闭和开放系统的情况下，这种状态生成方案。这种方法可以在各种实验平台上实现，例如腔或电路QED系统，机电系统和自旋悬臂梁系统。
2016-03-28 quant-ph
Quantum simulation of driven para-Bose oscillators
量子力学允许具有混合玻色-费米统计的准粒子，这些统计尚未得到实验证实。我们提出了一个陷阱离子计划，其有效的动力学是等效的驱动para-Bose振荡器的偶数阶。我们的映射表明，高度纠缠的振动和内部离子态的量子模拟parabosons的实验室等价物。此外，我们显示的相干振荡和仿玻色类似物的Gilmore-Perelomov相干态的粒子数反转测量在实验室框架中的产生和重建。我们的建议，除了展示一个模拟量子模拟器的para-Bose振荡器，提供了一个量子态工程的工具，预示着潜在的使用paraparticle动力学设计的量子信息系统。
2017-01-10 quant-ph
Single photon state generation from a continuous-wave non-degenerate optical parametric oscillator
本文从理论上讨论了用连续波非简并光学参量振荡器有条件制备单光子态的问题。我们得到了输出态维格纳函数的解析表达式，并通过改变输出态的时间模函数来最大化单光子态的保真度。我们表明，如果我们的条件下，周围的触发光检测事件的暗间隔的结果，获得了更高的生产率的高保真福克态。
2014-10-08 quant-ph
Generation of twin beams from an optical parametric oscillator pumped by a frequency-doubled diode laser
利用半导体激光器倍频泵浦a切KTP晶体，利用三共振光学参量振荡器产生了量子关联孪生光束。在50 mW的半导体激光器驱动下，获得了5.1 mW的1080 nm经典-非经典光转换输出。在3 MHz的检测频率下，成功地观察到双光束之间的强度差的量子噪声降低4.3dB（63%）。
2004-06-16 quant-ph
Trapped-ion antennae for the transmission of quantum information
一百多年前，海因里希·赫兹成功地利用电磁振荡器将信号传输到几米之外的接收天线上，从而证明了詹姆斯·C. Maxwell[1].从那时起，技术已经发展，今天在量子力学水平上有各种各样的振荡器。对于量子化的电磁振荡，腔中的原子可以用来耦合电场[2，3]。对于机械振荡器，例如，用杠杆[4，5]或被困原子[6]或离子[7，8]的振动模式实现的，两个这样的振荡器之间的量子力学联系，迄今为止，在很少的情况下被证明，并且只能以间接的方式实现。这方面的例子包括携带量子信息的原子的机械传输[9]或使用自发发射的光子[10]。在这项工作中，使用偶极-偶极相互作用作为量子力学传输线，在54 μm的距离上实现了单独捕获离子的运动偶极之间的直接耦合[11]。这种相互作用在单个捕获离子之间很小，但是通过使用额外的捕获离子作为天线来放大耦合。与单离子的情况相比，每个井中有三个离子，相互作用增加了七倍。这种增强有利于桥接更大的距离，并放宽了对小型化的陷阱电极的约束。这代表了量子计算的一个新的构建块，也为耦合不同性质的量子系统提供了新的机会。
2010-11-17 quant-ph
Contributions to the study of time dependent oscillators in Paul traps. Semiclassical approach
本研究针对保罗阱中振荡四极场束缚离子的量子动力学，通过两种经典方法推导其运动方程等价于Hill方程，引入绝热不变量确定系统态，证实量子态为Fock态、薛定谔方程解为准能态，并拓展至多体系统半经典研究，给出传播子。
2024-09-09 quant-ph
Schrödinger cat state of trapped ions in harmonic and anharmonic oscillator traps
研究了谐振子阱和非谐振子阱中二能级离子与光场相互作用系统的时间演化。的陷阱的非谐性量化的变形参数$τ$表征的q模拟的谐振子陷阱。最初，离子在薛定谔猫态下制备。离子的质心运动态和内部自由度的纠缠导致了特征的崩塌和复活模式。数值计算了系统的粒子数反转I（t）、准几率$Q(t),$和部分互量子熵S（P）随时间的变化。有趣的是，陷阱的小变形增强了粒子数反转崩溃和复兴峰之间的对比度相比，零变形的情况下。当β=3时，$4,(% β$决定了与质心运动有关的平均陷阱量子数），分别在τ=0.0047和τ=0.004时得到了最佳的坍缩和回复序列。当τ退相干集较大时，粒子数反转幅度减小，当τ \sim为0.1时，崩塌和回复现象消失。粒子数反转的每一次崩溃或复苏都以S（P）-t图中的一个峰值为特征。在从崩溃到复苏的过渡过程中，反之亦然，我们有最小的互熵值S（P）=0。连续的复兴峰显示局部最大值点的降低，表明离子状态的耗散不可逆变化。随着捕获势的非谐性增加，崩溃和复苏模式的定义也得到了改善，这也反映在准概率与t的关系图中。
2002-02-01 nucl-th quant-ph
Generation of squeezed light with monolithic optical parametric oscillator: Simultaneous achievement of phase matching and cavity resonance by temperature control
我们用单片光学参量振荡器产生了860 nm的压缩态光。光学参量振荡器由周期极化的KTiOPO_4晶体组成，晶体两端经过球面抛光和镜面镀膜。我们只通过控制晶体的温度来实现相位匹配和腔谐振。我们观察到高达-8.0 dB的压缩与带宽为142 MHz。我们的技术使得用一个激光器同时驱动多个单片腔成为可能。因此，我们的单片光学参量振荡器是非常适合的连续变量量子信息实验，我们需要大量的高度压缩光束。
2010-07-18 quant-ph
Simulating quantum Brownian motion with single trapped ions
我们研究了一个谐振子与一个人工设计的水库耦合的开放系统动力学。我们挑出水库和系统变量之间的Lindblad型和非Lindblad型动力学的减少系统的振荡器的通道。我们证明了存在的条件下，系统和水库之间的虚拟能量交换发生。我们建议使用一个单一的捕获离子耦合到工程水库，以模拟量子布朗运动。
2004-01-13 quant-ph
Solving two-mode squeezed harmonic oscillator and $k$th-order harmonic generation in Bargmann-Hilbert spaces
在Bargmann-Hilbert整函数空间的框架下，研究了双模压缩谐振子和$k$三阶谐波的产生。对于位移谐振子、单模压缩谐振子和双模压缩谐振子，我们导出了它们的能量和波函数的精确的封闭形式的表达式。对于由$k\geq 3$产生的$k$次谐波，我们的结果表明它不具有本征函数，因而在Bargmann-Hilbert空间中是不确定的.
2013-09-17 math-ph math.MP quant-ph
On-Demand Generation of Traveling Cat States Using a Parametric Oscillator
我们从理论上提出了一种按需产生旅行薛定谔猫态的方法，即旅行场的不同相干态的量子叠加。该方法是基于确定性产生的内腔猫态使用克尔非线性参量振荡器（KPO）通过量子绝热演化。我们表明，猫状态内产生的KPO可以释放到输出模式，通过动态控制参量泵浦的振幅。我们进一步表明，旅行猫状态的质量可以通过使用捷径绝热技术得到改善。
2018-08-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Trapped ions in laser fields: A benchmark for deformed quantum oscillators
本文将Vogel和de Matos Filho认为的囚禁离子暗态的非线性相干态的某些性质推广到圆上的非线性相干态，并给出了圆上非线性相干态的Wigner函数。这些状态是通过对真空态应用适当的位移算符$D_{h}(α) $得到的。在投影仪$| α, h> < α, h^{-1}| ,| α, h^{-1}> < α, h| $方面的单位分辨率与允许在$| α, h> < α, h| $方面的分辨率的测量一起呈现。$D_{h}(α) $也被用来引入概率分布函数$ρ_{A,h}(z) $，而存在的措施是利用扩展的P-表示这些状态。当$n$增长到无穷大时，NCS的第n个Fock态相对于具有Lamb-Dicke参数$η,$的被俘获离子的权重振荡得如此剧烈，以至于归一化的NCS填充了复$α$平面中的开口圆$η^{-1}$。此外，这防止了仅包括可归一化状态的度量的存在。这个困难是克服了引入一个家庭的变形是合理的功能n，他们每个人都承认一个措施。通过增加这些有理近似的程度，被捕获离子的变形可以以任何程度的精度近似，并且可以应用P-表示的形式主义。
2000-03-28 quant-ph
All-optical generation of states for "Encoding a qubit in an oscillator"
离散和连续系统都可以用来编码量子信息。大多数量子计算方案提出在二能级系统中编码量子比特，例如二能级原子或电子自旋。另一些则利用无限维系统，如谐振子。在“Encoding a qubit in an oscillator”[Phys. Rev. A 64 012310（2001）]中，Gottesman、Kitaev和Preskill（GKP）结合了这些方法，提出了一种容错量子计算方案，其中qubit被编码在振荡器的连续位置和动量自由度中。该方案的一个优点是它可以通过使用相对简单的线性光学器件、压缩和零差检测来执行。然而，我们缺乏一个实用的方法来准备初始GKP状态。在这里，我们提出了一个近似的GKP状态的产生，使用叠加的光学相干态（有时称为“薛定谔猫态”），压缩，线性光学器件，和零差检测。
2010-05-31 quant-ph
