Generation of optical Fock and W states with single-atom-based bright quantum scissors
我们介绍了一个多步骤的协议，光学量子态工程，执行确定性的“亮量子剪刀”（BQS），即截断任意输入的量子态至少有一定数量的光子。该协议利用单光子脉冲，并基于单光子拉曼相互作用的效果，这是实现与一个单一的三能级$Λ$系统（例如，一个单一的原子）Purcell增强的单侧腔。该协议的一个步骤实现了玻色子湮灭算子的逆。该协议的多次迭代可以用于确定性地生成W状态的单光子链。可替代地，在适当的预告之后，该协议可以用于生成福克状态光脉冲。该协议可以作为一个有用的和通用的构建块的先进的光量子态的产生是至关重要的量子通信，分布式量子信息处理，和全光量子计算。
2019-04-17 quant-ph
Preparation of Large Fock States in Resonators with High Probability
Universidade Federal de São Carlos（圣卡洛斯联邦大学）；Universidade Estadual Paulista (UNESP)（圣保罗州立大学）
本文提出结合量子非破坏光子数编码与量子幅度放大的协议，可在色散电路量子电动力学等平台高概率制备含数百个激发的大福克态，还可用于生成双模NOON态。
2026-08-21 quant-ph
Frequency shifts heralding ground state squeezing and entanglement of two coupled harmonic oscillators
研究通过频率位移揭示两个耦合谐振子的基态压缩和纠缠，展示量子特性在经典系统中的表现。
2025-11-26 quant-ph
Generation of Large Coherent-State Superpositions in Free-Space Optical Pulses
Laboratoire Charles Fabry, Institut d’Optique Graduate School, CNRS, Université Paris-Saclay（查尔斯·法布里实验室，高等光学学院，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）
本研究通过可调光束分裂器混合Fock态并利用同频检测生成大振幅压缩相干态叠加，实现了振幅α=2.47的高保真度态制备，为光量子计算提供了重要进展。
2026-01-14 quant-ph
Characterizing dynamical criticality of many-body localization transitions from the Fock-space perspective
本文从福克空间视角，通过位移动力学和有限尺寸标度分析，表征了三种多体局域化转变的临界行为，发现BKT标度更准确，位移是研究MBLTs的有力工具。
2025-03-28 cond-mat.dis-nn quant-ph
Quantum phase properties of photon added and subtracted displaced Fock states
从多个角度研究了加光子和减光子位移Fock态（以及作为这些态的极限情况得到的一组量子态）的量子相位特性，结果表明量子相位特性依赖于所进行的量子态工程操作.具体地说，得到了量子相位分布和角$Q$分布的解析表达式以及量子相位涨落和相位色散的度量。观察到初始Fock态的均匀相位分布被幺正操作（即，位移算子）转换成非高斯形状，除了初始真空状态。据观察，相位分布相对于位移参数的相位是对称的，并且随着其振幅的增加而逐渐变窄。非幺正（光子加/减）操作使它甚至比Fock参数更窄，这导致了宽度。与光子加法相比，光子减法被观察到是更强大的量子态工程工具。此外，量子相位起伏参数之一被发现，以揭示存在的反聚束在这两个工程量子态考虑。最后，讨论了工程量子态在量子相位估计中的相关性，指出光子加位移Fock态是较好的方法。
2019-04-02 quant-ph
Riemannian gradient descent for Hartree-Fock theory
UiT The Arctic University of Norway（挪威北极大学）
本文提出在Sobolev空间H^1中直接应用黎曼优化框架处理Hartree-Fock理论，通过无限维Stiefel和Grassmann流形几何解释正交约束，结合解析算子避免分布式公式，提出鲁棒收敛的黎曼最陡下降法和预条件非线性共轭梯度法，适用于自适应多小波离散化。
2026-03-16 quant-ph
Limitations of Hartree-Fock with quantum resources
哈特里-福克问题为量子化学的很大一部分提供了概念和数学基础。随着量子技术的努力旨在增强计算化学算法，基本的Hartree-Fock问题是一个自然的目标。虽然量子计算机和量子模拟为现代化学的未来提供了许多前景，但哈特里-福克问题并不是一个可能的候选者。我们强调这一事实，从多个角度，包括计算的复杂性，实际的例子，并充分表征简单系统的能源景观。
2020-07-19 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Analysis on Complete Set of Fock States with Explicit Wavefunctions for the Covariant Harmonic Oscillator Problem
早期对洛伦兹协变谐振子的研究揭示了各种各样的困难，例如洛伦兹对称性与全Fock空间的协调，以及它们的泛函表示的发散问题。我们在这里提出了一个完整的解决方案，避免这些问题。得到了完整的Fock态集，以及相应的显式波函数和它们的内积积分，不存在任何发散问题，并且在没有附加约束的情况下完全保持了Lorentz对称性。从闵可夫斯基时空作为洛仑兹群表示的角度出发，通过简单地选择基本对称群的伪酉表示，我们得到了自然的非酉福克空间图像，虽然没有在这里给出详细的公式和介绍。从一个适当的基状态波函数的洛伦兹对称性的有限维不可约表示的直接推导，后者和福克态波函数之间的关系也明确示出。此外，包含非正范数态的全貌可以作为一种洛伦兹协变量子力学给出一致的物理图景。通常的冯·诺依曼测量的概率解释不是问题，因为所有的波函数都限制在一个确定的“时间”变量的值，就像通常的时间无关的量子力学。从相空间的辛几何的动力学的角度进一步理解是简短的讨论。
2020-03-19 hep-th quant-ph
Observation of quantum interference between separated mechanical oscillator wavepackets
物质能够在两个不同的位置叠加，同时通过量子相位内在地连接，这是量子物理学最违反直觉的预测之一。虽然已经为各种系统创建了这样的叠加，但相位相干性的原位观察仍然遥不可及。通过对自旋振子纠缠态的测量，我们将一个机械囚禁离子振子投影到两个空间分离态的叠加态中，这种情况类似于薛定谔猫。通过提取能级的占位，我们清楚地观察到了量子干涉。对于较大的状态，我们遇到的问题，在测量的能量分布，我们克服了类似的测量在压缩Fock基础上，每个基本元素沿分离轴拉伸。使用8 dB的压缩，我们观察到猫态的量子干涉与$Δα= 15.6$的相空间分离，对应的波包的均方根范围为7.8 nm的分离超过240 nm。我们还介绍了一种方法重建的维格纳相空间准概率分布使用压缩和非压缩Fock基地。我们将其应用于一系列负宇称猫，观察相空间中心的预期干涉条纹和负值。除了这些大的状态叠加的基本性质，我们的重建方法方便访问所需的大希尔伯特空间与介观量子叠加，并可以在广泛的实验平台上实现。
2015-12-06 physics.atom-ph quant-ph
Dark-state engineering in Fock-state lattices
本文研究多模Jaynes-Cummings模型生成的Fock态晶格中的暗态效应，利用箭头矩阵方法确定暗态子空间维度、正交暗态数目与形式，并建立暗模式与暗态的关系，为基于FSLs的量子光学与量子信息处理应用奠定基础。
2025-07-18 quant-ph
A Single-Atom Quantum Memory
光量子比特的忠实存储对于长距离量子通信、量子网络和分布式量子计算至关重要。所需的光量子存储器必须首先能够接收和重建光子量子比特，其次，存储未知的光量子态比任何经典设备都要好。到目前为止，这两个要求只有通过在集体激发中存储信息的物质粒子集合才能满足。然而，最近的发展为一种新的方法铺平了道路，在这种方法中，信息交换发生在单量子光和物质之间。这种单粒子方法允许人们处理物质量子位，因此对于现实实现具有根本优势：首先，为了对抗不可避免的损失和有限的效率，它实现了一种预告机制，通过状态检测发出光子成功存储的信号。其次，它允许单个量子比特的操作，为存储的量子信息的原位处理开辟了途径。在这里，我们展示了这种量子存储器的最基本的实现，通过将光的任意偏振态映射到被困在光学腔内的单个原子中。通过全量子过程层析成像分析了存储器的性能。平均保真度为93%，低的退相干率导致存储时间超过180 μ s。这使得我们的系统具有良好的前景，光学量子门和量子中继器的通用量子节点。
2011-03-08 quant-ph
The Fock-space landscape of many-body localisation
本文从 Fock 空间遍历性破缺视角综述 MBL，阐明本征态关联、转变标度理论及其与实空间观测量的联系。
2024-12-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dynamical Phase Transitions, Caustics, and Quantum Dark Bands
本文用全连接横场伊辛模型，将量子动力学相变解释为 Fock 空间中焦散线导致的 Loschmidt 回波切换现象，类比彩虹中的亚历山大暗带，并提出有限系统实验验证方案。
2024-09-19 quant-ph
Geometric Phase as the Key to Interference in Phase Space : Integral Representations for States and Matrix Elements
我们将几何相位的思想应用于相干态，以揭示连续变量笛卡尔量子系统相空间描述中的干涉现象。与杨氏干涉的特征在于路径长度相反，相空间干涉原来是由面积决定的。激励的想法是Pancharatnam的概念"在相位"的希尔伯特空间向量。应用于超完备相干态族，我们得到了各种物理意义的态，如位置、动量、Fock态和压缩真空的首选一维积分表示。这些是特殊的意义上的"同相叠加"。在完全量子力学的背景下，面积的考虑自然出现。有趣的是，Q函数沿着这样的叠加线最大化。我们也得到了一个新的视角对玻尔索末菲量子化条件。最后，我们使用我们的精确积分表示，以获得渐近展开的状态重叠和矩阵元素，导致相空间面积的考虑类似于前面提到的那些开创性的工作Schleich，惠勒和合作者，但现在从几何相位的角度。
2018-12-18 quant-ph
Quantum walks on regular graphs with realizations in a system of anyons
我们建立相互作用的Fock空间的关联方案，并建立量子行走所产生的定期图（距离定期和距离传递）。该构造对于生长图是有效的，并且对于生长图，相互作用Fock空间是渐近定义的。为了实现在图上定义的量子行走，我们切换到关联方案的对偶视图，并从Bose-Mesner代数中识别相应的模张量类别。非正式地说，由缔合方案和拓扑扭曲引起的融合环可以成为发展模张量范畴和任意子系统的基础。最后，我们证明了框架的情况下，Grover量子步行距离正则图的任意子系统的图形考虑。在对偶的视角下，相互作用的Fock空间在任何
2021-09-22 math-ph math.MP quant-ph
Observation of many-body Fock space dynamics in two dimensions
该研究在超导量子处理器上从Fock空间视角观测多体波包传播与统计系综涌现，揭示了热化、局域化和量子疤痕动力学，并为二维多体局域化转变提供了实验证据。
2022-11-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fock-space fragmentation in quenches of disordered interacting fermions
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
该研究将Fock空间碎片化概念引入无序相互作用费米子系统，通过势能壳划分揭示了无序强弱转变下的空间结构变化，为多体退局域化的弛豫减慢现象提供了新的解释视角。
2026-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Universal fluctuations of localized two interacting particles in one dimension
本文通过将有向聚合物模型映射到Fock空间，研究一维无序系统中两个相互作用粒子的局域化波函数涨落，揭示了随机势导致涨落指数1/2，而随机长程相互作用使其转变为Kardar-Parisi-Zhang普适类指数1/3，阐明了无序结构对量子系统涨落普适类的决定作用。
2025-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Poisson stochastic master equation unravellings and the measurement problem: a quantum stochastic calculus perspective
本文研究了一类量子随机微分方程，在量子噪声近似下模拟了系统与环境的相互作用。表示量子噪声的空间是L^2（R_+）上的对称Fock空间。利用这个空间与泊松过程的平方可积泛函空间的同构，方程可以表示为经典的随机微分方程，由泊松过程驱动。这导致一个不连续的动力学状态的减少，我们比较的Ghirardi-Rimini-Weber模型。一个纯粹的量子对象，规范过程，被发现扮演观察者的角色（在Everett [H. Everett III，Reviews of Modern Physics，29.3，454，（1957）]），对系统空间中发生的所有事件进行编码。Dalibard等人[J. Dalibard，Y. Castin和K. Mølmer，Physical review letters，68.5，580（1992）]数值求解量子主方程的方法在解卷的背景下进行了解释，并计算了系统可观测量的期望值的轨迹。
2022-04-04 math-ph math.MP quant-ph
Quantum suppression law in a 3-D photonic chip implementing the Fast Fourier Transform
能够精确定位量子干涉的现象的识别正吸引着人们的极大兴趣。事实上，对任何数量的光子和光学模式都有效的Hong-Ou-Mandel效应的推广将代表着从基本观点和实际应用的重要飞跃，例如光子量子器件的认证，其计算加速预计将严重依赖于多粒子干涉。已经预测了许多粒子注入多模干涉仪实现傅里叶变换在Fock空间的量子独特的功能。在这项工作中，我们开发了一种可扩展的方法，用于实现量子快速傅里叶变换使用3-D光子集成干涉仪，通过飞秒激光写入技术制造。我们观察到大量的输出状态的量子抑制与4-和8-模式的光学电路：实验结果表明注入的光子之间的真正的量子干涉，从而提供了一个强大的工具，诊断光子平台。
2015-08-04 quant-ph
Probing Quantum Interference Effects in the Work Distribution
相干性在决定量子系统所做功的分布时起什么作用？我们从操作的角度来处理这个问题，并考虑一个设置，其中一个封闭系统的内能被记录的量子检测器之前和之后的系统是由外部驱动器。我们发现，由此产生的工作分布取决于探测器的初始状态，以及对最终测量的选择。我们考虑两种互补的测量方案，这两种方案都显示出清晰的量子干涉特征。我们具体讨论了如何在电路QED架构中实现这些方案，使用人工原子作为系统和电磁场的量子化模式作为检测器。不同的测量方案可以实现通过准备的字段要么在叠加的Fock状态或相干状态，并利用最先进的技术在量子水平的微波辐射的特性。更一般地说，我们利用的单玻色子模式可以说是能够捕获这里讨论的功分布的互补方面的最小量子探测器。
2016-06-28 quant-ph
Quantum Structure in Cognition, Origins, Developments, Successes and Expectations
Center Leo Apostel for Interdisciplinary Studies（里奥·阿波斯泰尔跨学科研究中心）；Brussels Free University（布鲁塞尔自由大学）；University of Leicester（莱斯特大学）
我们提供了一个概述，我们已经取得了在过去十年中的量子结构的识别认知，更具体地说，在形式化和表示的自然概念。我们首先讨论了量子基础的原因，导致我们调查的形成机制和组合的概念在人类推理，从经验观察到的偏离经典的逻辑和概率结构。然后，我们在Fock空间中发展我们的量子理论观点，它允许成功地对不同科学家收集的各种认知实验进行建模，包括我们自己。此外，我们制定了一个统一的解释性假设的认知过程中的量子结构的存在，并讨论我们最近发现的进一步量子方面的概念组合，即“纠缠”和“不可分割性”。最后，我们说明了未来的研究前景。
2015-03-10 cs.AI quant-ph
Exploiting Translational Symmetry for Quantum Computing with Squeezed Cat Qubits
NTT Computer and Data Science Laboratories, NTT Corporation（NTT 计算机与数据科学实验室）；MIT Department of Electrical Engineering and Computer Science（麻省理工学院电气工程和计算机科学系）
本文展示了压缩猫码中平移对称性如何实现自主量子纠错和通用量子计算，并提出了基于子系统分解的纠错协议和逻辑操作方案。
2026-06-26 quant-ph
Koopman and transfer operator techniques from the perspective of quantum theory
Dartmouth College（达特茅斯学院）
本文从量子理论视角探讨Koopman-von Neumann表示框架，结合数据驱动方法分析Koopman和转移算子的近似技术，强调通过再生核希尔伯特空间和Fock空间实现经典对象的量子表示及高表达性近似方案。
2026-03-20 math.DS math.OA quant-ph
Optimal quantum estimation of the Unruh-Hawking effect
我们在一般量子统计的基础上解决了最佳检测Unruh-Hawking效应的问题。我们表明，如果要探测的标量场具有高的平均能量，从惯性的角度来看，效果签名被放大到潜在的可观察的水平：Unruh-霍金效应的行为就像一个放大通道。我们证明，在一个福克惯性态的字段，通过光子计数探测的非惯性探测器，实现了最佳的策略，达到最终的灵敏度所允许的量子力学的观察效果。我们定义的参数制度中的效果可以可靠地揭示在实验室实验中，无论具体的实施。
2010-10-09 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Orbit dimensions in linear and Gaussian quantum optics
Laboratoire d’Informatique de Paris 6, CNRS, Sorbonne Université（巴黎第六大学计算机实验室，法国国家科学研究中心，索邦大学）
研究了线性和高斯量子光学中量子态可达性的轨道维度及其对非高斯性的表征作用。
2026-08-04 quant-ph
A Universal Framework for Quantum Dissipation:Minimally Extended State Space and Exact Time-Local Dynamics
提出基于最小扩展状态空间的量子耗散通用框架，通过复值谐波模式分解储层自相关，导出精确时间局域演化方程，兼顾数值效率、精度与长时间稳定性。
2023-07-31 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
