Quantum Memristors
基于忆阻器的技术，具有记忆的电阻器，其电阻取决于交叉电荷的历史，最近增强了具有神经形态架构的经典计算范例。然而，与诸如电感器、电容器或电阻器的无源电路元件的已知量化模型相比，量子忆阻器的设计和实现仍然缺失。在这里，我们引入量子忆阻器作为量子耗散器件的概念，其退相干机制由连续测量反馈方案控制，该方案解释了记忆。事实上，我们提供的数值模拟表明，记忆效应实际上持续在量子制度。我们的量子化方法，专门为超导电路设计，可以扩展到其他量子平台，允许在不同的量子技术的忆阻器类型的结构。所提出的量子忆阻器是神经形态量子计算和非马尔可夫系统的量子模拟的构建块。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tripartite entanglement in quantum memristors
我们研究了三个耦合量子忆阻器的纠缠和忆阻特性。我们考虑基于超导非对称SQUID架构的量子忆阻器，其通过电感器耦合。这三个量子忆阻器以两种不同的几何形状排列：线性和三角形耦合配置。我们得到了各种相关的措施，包括二体纠缠和三重负性。我们发现，对于相同的量子忆阻器，纠缠和忆阻性遵循相同的行为，三角形的情况下和相反的情况下的线性。最后，我们研究了具有三重负性和纠缠一夫一妻关系的多体关联，证明了我们的系统具有真正的三重纠缠。我们的研究结果表明，量子关联在多体忆阻系统中具有重要的作用，可以用来设计量子忆阻器阵列的量子神经网络和神经形态量子计算架构。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum memristors for neuromorphic quantum machine learning
本文提出利用量子忆阻器在同一量子硬件中结合幺正演化与测量前馈的非线性，为量子机器学习部署高效的神经形态量子计算提供了新途径。
2024-12-25 cs.NE quant-ph
Quantum Memristors with Quantum Computers
我们提出了在数字量子计算机上编码忆阻量子动力学。使用一组辅助量子比特，我们模拟了一个有效的非马尔可夫环境的碰撞模型的启发，再现忆阻功能之间的期望值不同的运营商在一个单一的量子比特。我们在IBM量子模拟器中用32个量子位对我们的提议进行了数值测试，获得了量子忆阻器的特征收缩滞后曲线。此外，我们将我们的方法扩展到两个耦合的量子忆阻器的情况下，打开了大门的神经形态量子计算在NISQ时代的研究。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable Non-Markovianity for Bosonic Quantum Memristors
本研究针对热库中耦合辅助量子比特的玻色腔模式，提出通过量子比特频率调控动力学非马尔可夫性的方法，发现辅助系统控制等效于时变衰减率，可用于构建具备记忆效应的玻色子量子忆阻器，助力神经形态量子技术发展。
2023-01-31 quant-ph
Quantum Memristors with Superconducting Circuits
忆阻器是保留其过去动态信息的电阻元件。由于它们具有代表电子、信息处理和非传统计算领域范式变化的潜力，因此引起了人们的极大兴趣。鉴于量子技术的出现，可以设想具有超导电路的量子忆阻器的设计。沿着这些路线，我们介绍这样一个量子器件，其忆阻行为产生准粒子诱导隧穿时，超导电流被取消。对于现实的参数，我们发现，相关的滞后行为可以观察到使用当前的相位驱动的隧道电流的最先进的测量。最后，我们开发了合适的方法来量化系统中的内存保留。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental neuromorphic computing based on quantum memristor
针对量子平台实现神经网络非线性行为的挑战，提出基于光子量子忆阻器的神经形态架构，通过忆阻反馈回路增强非线性，在四个任务上验证了其性能及作为复杂网络构建模块的潜力。
2025-07-01 quant-ph
Machine Learning for maximizing the memristivity of single and coupled quantum memristors
Quantum Spain, Universitat de València（瓦伦西亚大学量子西班牙）；IDAL, Electronic Engineering Department, ETSE-UV, Universitat de València（瓦伦西亚大学瓦伦西亚工程技术学院电子工程系IDAL）；Kipu Quantum；Universidad de Santiago de Chile (USACH)（智利圣地亚哥大学）；Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology（纳米科学与纳米技术发展中心）；Valencian Graduate School and Research Network of Artificial Intelligence (ValgrAI)（瓦伦西亚人工智能研究生院与研究网络（ValgrAI））
本文利用机器学习方法研究量子忆阻器的忆阻性优化，发现其与量子纠缠度密切相关，为神经形态量子计算提供了新思路。
2023-09-10 cs.AI cs.LG quant-ph
Memristor-based cryogenic programmable DC sources for scalable in-situ quantum-dot control
针对自旋量子比特控制中的室温布线瓶颈，提出并验证了一种基于TiO2忆阻器的低温可编程直流源，在4.2 K下实现多级电阻编程、1 V/100 uV输出，并仿真展示亚2分钟原位双量子点电荷稳定性图。
2022-03-22 cs.AR quant-ph
Quantum Memristors in Quantum Photonics
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学（UPV/EHU））；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（巴斯克科学基金会IKERBASQUE）；Shanghai University（上海大学）
我们提出了一种在量子光子平台上构建量子忆阻器的方法。我们首先设计了一个有效的分束器，这是实时可调的，通过一个马赫-曾德尔型阵列与两个相等的50：50分束器和一个可调延迟器，这允许我们控制其反射率。然后，我们表明，这种可调谐分束器，当配备了弱测量和经典反馈，作为一个量子忆阻器的行为。实际上，为了证明它的量子性，我们展示了如何在相干光束中编码量子信息。此外，我们估计的记忆能力的量子忆阻器。最后，我们展示了所提出的设置在集成量子光子学的可行性。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cs.AI cs.NE
Neural Network Architectures for Scalable Quantum State Tomography: Benchmarking and Memristor-Based Acceleration
该研究针对量子态层析受希尔伯特空间指数增长限制的问题，基准测试多种神经网络架构在纯/混合态重构中的表现，明确CNN、CGAN扩展性最优，同时探讨忆阻器存内计算可加速模型，为量子-经典协同设计奠基。
2025-07-30 quant-ph
Hybrid exciton-polaritons in a bad microcavity containing the organic and inorganic quantum wells
研究了有机和无机量子阱微腔中的激子-极化激元混合效应。给出了相应的极化激元态。给出了腔场稳态谱的解析解和数值结果
2000-01-12 quant-ph
Towards a Cryogenic CMOS-Memristor Neural Decoder for Quantum Error Correction
本文提出一种基于180nm CMOS和金属氧化物忆阻器的可扩展神经解码器ASIC，利用存内计算实现高效向量-矩阵乘法，并在低至1.2K的低温下验证了其稳定性能，为低温量子纠错解码器奠定基础。
2025-01-24 cs.AR quant-ph
Scalable Memory Sharing in Photonic Quantum Memristors for Reservoir Computing
Seoul National University（首尔大学）
本文提出了一种可扩展的光子量子突变器网络，通过分布式记忆实现测量基于的记忆共享，提升了量子和经典滞后效应，并在Fashion-MNIST分类中表现出更高的准确性和置信度。
2026-01-30 physics.optics quant-ph
Quantum theory of Kerr nonlinearity with Rydberg slow light polaritons
研究了里德伯慢光极化激元在中间相互作用原子介质中的传播。然后，极化激元的色散关系很好地描述了慢光的速度，这允许一个任意形状的原子云的解析解。我们证明了里德堡极化激元的连接到一个传统的克尔非线性行为的弱相互作用，并确定了领先的量子校正增加的相互作用。我们提出了一个实验装置，它允许一个测量有效的两体之间的相互作用潜力慢光极化激元以及更高的身体相互作用。
2016-04-18 quant-ph
Quantum Coherent Control of a Single Molecular-Polariton Rotation
我们提出了一个相结合的分析和数值研究的相干太赫兹控制的单分子极化激元，形成了强耦合的两个旋转状态的一个分子与单模腔。与单个太赫兹脉冲驱动的裸分子相比，腔的存在强烈地改变了极化激元的脉冲后取向，使得难以获得其最大程度的取向。为了解决这一难题，我们通过将波函数展开到纠缠态并构造有效的哈密顿量，得到了脉冲驱动的量子Jaynes-Cummings模型的解析解.我们利用它来设计一个复合太赫兹脉冲，并利用光子阻塞效应获得最大程度的极化激元取向。这一工作为研究强耦合区的转动动力学提供了一种新的策略，并为实现单分子极化激元的完全量子相干控制提供了一种方法。因此，它可以直接应用于极化激元化学和分子极化激元学，以探索新的量子光学现象。
2022-12-22 quant-ph
Long-range surface plasmon polariton excitation at the quantum level
我们提供了在薄金属条上激发长程表面等离子体激元（LRSPPs）的量子力学描述。激发过程包括一个衰减反射设置，其中有效的光子到LRSPP波包传输被证明是可以实现的。为了计算耦合，我们推导出第一量子化的LRSPPs的极化激子制度。我们研究了传输过程中的量子统计特性，并对单光子、光子数态和光子相干叠加态的光子到LRSPP量子态传输特性进行了表征。
2009-06-02 quant-ph
Cavity linewidth narrowing with dark-state polaritons
我们进行了量子理论处理腔线宽窄化与腔内电磁感应透明（EIT）。利用腔内EIT技术，光子在腔内以腔极化激元的形式存在：亮态极化激元和暗态极化激元。亮态极化激元与激发态的强耦合引起称为真空拉比分裂的效应，而与激发态解耦的暗态极化激元引起窄腔传输窗口。我们的分析将提供一个量子理论的线宽变窄的量子场脉冲在单光子水平。
2015-04-09 quant-ph
Quantum cloning in coupled states of optical field and atomic ensemble by quasi-condensation of polaritons
研究了一种利用二能级原子系统的宏观激发来存储量子信息的新方法。提出了将光场量子克隆到腔极化激元中的原始方案，该腔极化激元包括置于腔内的相不敏感参量放大器和原子盒。首次提出了在一定条件下腔中产生的极化激元的高温准凝聚（和/或凝聚）现象。
2006-09-25 quant-ph
Quantum memory for photons: I. Dark state polaritons
提出并详细分析了一种理想的、可逆的光与物质亚稳集体态之间的量子态转移技术。该方法是基于控制光子在相干驱动的三能级原子介质中的传播，在该介质中，群速度被压缩为零。确定了电磁感应透明中与量子场传播有关的光和物质的形式稳定的耦合激发（"暗态极化激元“），讨论了它们的基本性质，并分析了它们在光量子存储器中的应用。
2001-06-27 quant-ph
Storing quantum information using dark state polaritons
研究了利用固体介质作为光与物质的耦合激发存储少光子激光脉冲的可能性。考虑了非均匀加宽和非绝热性的作用，并导出了该方案可行性的条件。一些类固体的优点进行检查。
2003-12-15 quant-ph
Manipulation of Arbitrary-Order Cavity-Magnon Polariton Blockade
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University（福建量子信息与光学重点实验室，福州大学物理与信息工程学院）
本文提出利用 Kerr 非线性在腔磁极子系统中实现 n-腔磁极子阻塞，通过强耦合产生混合准粒子，引入非谐振性以实现阻塞效应，增强驱动强度可提高高阶阻塞并保持高纯度。
2026-09-10 quant-ph
Entangled Polariton States in the Visible and Mid-Infrared Spectral Ranges
本文提出利用光机械相互作用替代极化激元非线性，在室温下通过双共振强激子-声子耦合产生纠缠极化激元，实现中红外预告式单光子发射。
2025-10-15 quant-ph
Quantum phase transitions with Photons and Polaritons
我们表明，一个系统的极化激元-结合原子和光子的激发-在一个阵列的耦合腔，根据通常认为在电磁感应透明的实验装置，描述的玻色-哈伯德模型。这开辟了使用该系统作为量子模拟器的可能性，允许观察量子相变和测量局部属性，如单点可观测值。所提出的设置的所有基本构件已经通过实验实现，表明其在不久的将来实现的可行性。
2007-01-31 quant-ph
Quantum Bus of Metal Nanowire with Surface Plasmon Polaritons
我们发展了一种利用等离子体电路的量子总线和自组装量子点中的自旋量子比特进行分布式量子计算的体系结构。两个遥远的自旋量子比特之间的确定性量子门可以通过使用绝热方法来实现，其中量子点与金属纳米线中的高度失谐的等离子体激元模式耦合。等离子体量子总线为量子光学实验和由各种量子节点（如量子点、分子和纳米颗粒）组成的片上量子网络的开发提供了一个强大的、可扩展的平台。
2010-04-15 quant-ph
Self-protected polariton states in photonic quantum metamaterials
通过将一维耦合腔阵列（CCA）耦合到两条传输线上，研究了中心位置包含单个量子比特的CCA的单光子输运特性.我们发现，即使在名义上弱的光-物质耦合制度，通过一个长阵列的传输表现出两个超窄的共振对应于长寿命的自我保护的极化激元状态本地化周围的网站包含量子位。这些状态的寿命被发现以指数方式增加的阵列网站的数量在鲜明的区别极化布洛赫模式的腔阵列。
2014-05-05 quant-ph
Terahertz lasing from intersubband polariton-polariton scattering in asymmetric quantum wells
在中心对称系统中，不同腔极化激元分支之间或相同激发数的修饰原子态之间的电偶极跃迁是严格禁止的。对于半导体微腔中的掺杂量子阱，导带中的子带间跃迁与腔模之间的强耦合产生了两个子带间腔极化激元分支，其简正模能量分裂是可调谐的，并且可以在太赫兹区域。在这里，我们表明，通过使用非对称量子阱，它是可能的，允许偶极跃迁之间的不同极化激元分支，导致太赫兹光子的发射。我们提出了这样一个系统的量子场论，并预测，高效率，宽调谐太赫兹激光可以获得。
2013-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polariton quantum blockade in a photonic dot
研究了强激子-光子耦合下，嵌入量子阱的光子量子点的非线性动力学行为。在主方程的方法内，我们研究了极化激元量子阻塞和单光子态的产生，由于极化激元-极化激元相互作用作为光子点的几何形状，光谱线宽和量子阱激子和受限光子模式之间的能量失谐的函数。计算了连续波和脉冲激励下的二阶相干函数$g^{(2)}(t,t')$。
2005-11-14 cond-mat.other quant-ph
Superpolynomial Quantum Enhancement in Polaritonic Neuromorphic Computing
最近的原理验证实验已经证明了使用激子极化激元的神经形态计算的实现，利用相干经典态[D。Ballarini等人，Nano Lett. 20，3506（2020）]。同时，人们期望非线性激子-极化激元可以达到量子态，形成非经典态。在这里，我们认为理论上的激子极化激元的量子性质和预测的超多项式量子增强图像识别任务。这是在实验可获得的参数内实现的。
2021-04-27 cond-mat.dis-nn quant-ph
Integrated quantum polariton interferometry
激子-极化激元是光和物质的混合基本激发，由于它们的非线性特性，使得从室温凝聚到超流性的大量物理现象成为可能。虽然极化激元通常被利用在高密度的制度，量子关联的证据，在几个激发的水平最近已被报道，从而建议使用这些系统的量子信息的目的的可能性。在这里，我们表明，集成电路的传播单极化激元可以安排建立确定性的量子逻辑门，其中两粒子相互作用能起着至关重要的作用。除了展示它们在光子量子计算中的潜在应用外，我们还展示了这些系统可以用于计量学目的，例如在两体水平上精确测量极化激元-极化激元相互作用的大小。总的来说，我们的研究结果为开发实用的量子极化激元器件引入了一种新的范式，其中单个极化激元量子比特之间的有效相互作用可能为未来的量子技术提供一种独特的工具。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spatio-temporal second-order quantum correlations of surface plasmon polaritons
我们提出了一个实验方法来观察的时空二阶量子相干性的表面等离子体激元发射的氮空位色心附着在一个光学尖的顶点。该方法依赖于泄漏辐射显微镜在傅立叶空间，我们用这种方法来测试表面等离子体激元的波粒二象性。
2016-11-30 physics.optics quant-ph
Twin-Polaritons: Classical versus Quantum Features in Polaritonic Spectra
本文在极化激元光谱中发现源于真空涨落的孪生极化激元分裂，证明其在多分子极限下与主分裂具有相同的线性耦合依赖关系，揭示了通过经典特征调控量子特征的新机制。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Quantum correlations of confined exciton-polaritons
半导体微结构中的空穴极化激元是研究多体系统非平衡动力学的一个很有前途的系统。在这一领域的关键进展，包括观察极化子凝聚，超流性，实现拓扑光子带，和耗散相变，一般允许基于平均场Gross-Pitaevskii形式主义的描述。虽然观察到极化子强度压缩和极化子凝聚体对极化纠缠光子对的退相干提供了反例，但这些实验中的量子效应在高极化子占有率下表现出来。超越强相关极化激元的机制需要观察光子阻塞效应，其中相互作用足够强以抑制光子晶格位点的双重占据。在这里，我们报告的观察极化激元之间的量子相关性在光纤腔中，空间限制极化激元到3 $μ$ m $^2$的区域。光子相关测量表明，仔细调整耦合系统可以产生适度的光子封锁效应，同时产生双极化子的可能性降低5%即可证明这一点。同时，我们的实验提供了一个明确的测量极化激元相互作用的强度，从而解决了最近的实验报告所产生的争议。我们的发现构成了实现强相互作用光子系统的第一个重要步骤。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantized Single-Ion-Channel Hodgkin-Huxley Model for Quantum Neurons
Hodgkin-Huxley模型描述了神经元中细胞膜的行为，将其每个部分视为电路元件，即电容器，忆阻器和电压源。我们专注于钾离子的激活通道，由于其简单性，同时保留了原始模型所显示的大部分功能。这个简化的版本本质上是一个经典的忆阻器，一个电阻器，其电阻取决于穿过它的电信号的历史，耦合到电压源和电容器。在这里，我们将考虑基于量子忆阻器形式主义的量子化霍奇金-赫胥黎模型。我们比较的行为的膜电压和钾通道电导，当电路受到交流电源，在经典和量子领域。数值模拟表明，所考虑的通道电导取决于在所有制度的信号历史的预期适应。值得注意的是，更高的时刻的电压的计算表现出纯粹的量子功能有关的电路零点能量。最后，我们研究了Hodgkin-Huxley量子忆阻器作为非对称射频SQUID在超导电路中的实现。这项研究可能允许构建受大脑功能启发的量子神经元网络，以及设计用于量子机器学习的神经形态量子架构。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall cs.ET cs.NE
Nonlinear quantum optics with trion-polaritons in 2D monolayers: conventional and unconventional photon blockade
我们在量子水平上研究了一个二维三振子极化激元系统，并证明了对于单层半导体，它们可以表现出强非线性光学响应。这种效应是由于基于trion的激发的复合性质导致其非平凡的量子统计特性，以及增强的相空间填充效应。我们提出了完整的量子理论来描述的统计trion极化激元，并证明了相关的非线性持续在几个量子的水平，两个定性不同的制度光子反聚束存在弱和强的单光子耦合trion。我们发现，从trion极化激元的单光子发射成为实验可行的国家的最先进的过渡金属dichalcogenide（TMD）的设置。这可以促进使用2D单层作为材料平台的量子极化激元学的发展。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fractional quantum mechanics in polariton condensates with velocity dependent mass
我们介绍和分析了一种新的平均场模型的极化激元凝聚与速度依赖的有效极化激元质量由于光子和激子组件。有效质量取决于平面内波矢量k，其在较低极化激元能量分支的拐点处变为无穷大且大于负值。新平均场论的极化子凝聚模式现在对质量变化敏感，并且对于能量色散的某些点，极化子凝聚模式代表分数量子力学。广义动能项的影响阐明了在1D和2D的数值研究显示显着差异大的速度。平面波解的解析表达式以及线性波分析表明了这个新模型的意义。
2015-08-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entangling one polariton with a photon: effect of interactions on a single-polariton quantum state
极化激元是光与物质耦合产生的准粒子，在多粒子介观水平上表现出量子现象，如BEC和超流性。极化激元的一个高度追求和长期缺失的特征是它们在单粒子水平上动力学的真正量子表现。虽然它们在概念上被认为是纠缠态，并且理论上也有很多关于它们的单粒子性质的明确表现的建议，但到目前为止，它们的行为仍然完全由经典和平均场论解释。在这篇文章中，我们报告了第一个实验演示的一个非线性量子表现的微腔极化激元，通过交换，在一个双光子纠缠态的参量下转换，一个光子的极化激元。此外，我们还展示了单极化激元如何受到极化激元-极化激元相互作用的影响，为量子信息应用提供了一个初步的证明。
2017-04-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum statistics of polariton parametric interactions
使用高质量的GaAs平面微腔，我们光学产生极化激元对，并通过时间分辨单光子探测验证它们的相关性。我们发现，不同模式之间的相关性始终低于相同的模式的相关性，这是由于不相关的背景的存在。我们讨论了一个模型来量化这样的背景上所观察到的相关性的影响。使用光谱和时间滤波，背景可以被抑制，并观察到光子统计向非经典相关性的变化。这些结果加深了我们对极化激元-极化激元散射的统计特性和背景机制的理解，并为纠缠极化激元对的产生铺平了道路。
2018-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciton-Polariton Quantum Gates Based on Continuous Variables
基于半导体微腔中的激子-极化激元系统，我们提出了一种连续变量的量子控制非门模拟。这可以通过控制和目标极化激元模式之间的参数相互作用的工程实现，其可以随时间变化。作为一个明确的设置，我们使用的偶极激元系统，它允许通过辅助经典领域和可扩展的多门系统实现的参数相互作用的增强。对于实际系统参数，计算出的保真度超过99%。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polaritonic Quantum Matter
本文综述了极化激元量子物质在不同物理平台中的涌现效应与统一特性，重点介绍了极化激元成像、腔电动力学、拓扑非线性及量子极化激元学的最新进展。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Enhanced Cavity Optomechanics with Quantum-well Exciton Polaritons
嵌入量子阱的半导体微谐振器可以同时容纳紧密受限且相互作用的激子，光学和机械模式。我们从理论上研究了系统在强激子-光子耦合制度下工作的情况，而光学和激子共振通过与机械模式的相互作用进行参数调制。由于大激子-声子耦合在半导体中发挥作用，我们预测的增强极化激子-声子相互作用的两个数量级相对于光机械耦合：一个接近统一的单极化激子量子合作是在当前的半导体谐振器平台的范围内。我们进一步分析了极化激元非线性如何影响动力学反作用，修改冷却或放大机械运动的能力。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-Qubit Geometric Phase Gate for Quantum Dot Spins using Cavity Polariton Resonance
我们描述了一种实现两量子位几何相位门的设计，通过该设计，限制在相邻量子点中的一对电子发生纠缠。纠缠是光激发激子-极化激元与局域自旋之间库仑交换相互作用的结果。这种光学耦合类似于电子-电子Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，提供了具有中等腔品质因数Q的高速、高保真度双量子比特门操作。通过优化光脉冲参数（脉冲宽度和能量），可以减小由于极化激元寿命有限而引起的误差。所提出的设计，使用静电量子点，最大限度地纠缠，并确保可扩展性。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-dimensional chiral waveguide quantum electrodynamics: long range qubit correlations and flat-band dark polaritons
我们考虑一维波导量子电动力学的二维扩展，并研究耦合到手征波导网络的二维量子比特阵列中的线性激发的性质。我们发现，手征性和远程光子介导的量子比特-量子比特相互作用的综合效应导致了极化激元光谱中二维平坦带的出现，对应于缓慢的强关联光。
2020-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Visualising Berry phase and diabolical points in a quantum exciton-polariton billiard
由于简单的对称性，在二维量子系统和经典波共振器的光谱中自然会出现恶魔点（简并）。几何Berry相位与这些光谱简并相关。在这里，我们证明了一个恶魔点和相应的Berry相位的混合轻物质准粒子-激子极化激元在半导体微腔的光谱。众所周知，足够强的光泵浦可以将激子-极化激元驱动到量子简并，由此它们形成类似于玻色-爱因斯坦凝聚体的宏观填充的量子相干态。通过用空间结构光泵浦微腔，我们为激子-极化激元凝聚体创建了一个二维量子台球，并在台球本征态的光谱中展示了一个恶魔点。由光泵控制的势壁的完全可重构的几何形状使得与恶魔点相关的Berry相的实验可视化成为可能。Berry相的观察和测量的宏观激子极化激元波函数的直接成像。
2016-07-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Microcavity Polaritons for Quantum simulation
量子模拟是量子技术的支柱之一。这些模拟提供了对高能物理、多体物理或宇宙学等领域的深入了解。从超冷原子到通过俘获离子的超导电路，已经提出了几个平台作为量子模拟器。本文综述了半导体微腔中的极化激元这一量子模拟平台的最新进展。这些准粒子服从非线性薛定谔方程（NLSE），它们在介质中的传播可以用量子流体力学来理解。因此，它们被认为是“光的流体”。量子模拟的挑战在于如何设计出可以控制势能和非线性相互作用的组态。在这里，我们回顾了一些具有里程碑意义的实验与极化激元在微腔中，讨论如何这些系统的各种性质可能被用于量子模拟，并强调丰富的极化激元系统，以探索非平衡物理
2020-05-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Polariton ring condensates and sunflower ripples in an expanding quantum liquid
光学泵浦高质量半导体微腔允许自发形成极化激元凝聚体，其可以在许多微米的距离上传播。紧聚焦的泵浦点在这里被发现产生扩展的非相干瓶颈极化激元相干放大的弹道极化激元，并导致不寻常的环凝聚的形成。这种量子液体被发现形成一个显着的向日葵状的空间波纹图案所产生的瑞利散射相干极化激元波在切伦科夫制度的自干涉。
2012-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Modulated phases of graphene quantum Hall polariton fluids
在高迁移率半导体量子阱或石墨烯片中，将腔光子耦合到电子液体的回旋共振激发越来越引起实验兴趣。这些媒体提供了独特的平台，进行激子极化激元凝聚和腔量子电动力学的制度，其中电子-电子相互作用预计将发挥关键作用的基础研究。聚焦于石墨烯，我们提出了一个量子霍尔极化激元流体，即磁激子共振耦合到腔光子的流体上的电子-电子相互作用的影响的理论研究。我们发现，电子-电子相互作用是负责的石墨烯整数量子霍尔极化激元流体朝向调制相位的不稳定性。我们证明，这个阶段可以通过测量的集体激发光谱，软化的特征波矢量的顺序的逆磁长度检测。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum coherence of a long-lifetime exciton-polariton condensate
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
本文通过最小化长寿命激子-极化激元凝聚体与激子库的相互作用，并结合实验相空间数据与位移热态模型，证明空间分离可在阈值以上增强最大量子相干性，为混合量子器件应用提供基础。
2024-06-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum thermodynamics of periodically driven polaritonic systems
本文研究了室温下定态周期驱动极化激元系统的能量分布和量子热力学。具体来说，我们考虑激子强烈耦合到谐振子和量化的能量重组这两个系统之间的相互作用作为耦合强度，驱动力和失谐的函数。在推导了弱环境相互作用下极化激元密度矩阵的量子主方程后，得到了耗散的时间传播子和平衡初态的长时间演化.这种方法提供了直接访问的定态，克服了在数值演化弱阻尼量子系统共振附近的困难，也提供了地图上的极化激元线形。然后，我们计算了谐波调制过程中的热力学性能，并证明了最大效率发生在谐振。我们还提供了一个表达式的不可逆热率和数值证明，这符合热力学定律。
2023-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical Manipulation of Quantum Dot Electron Spin Qubits Using Microcavity Quantum Well Exciton-Polaritons
在本文中，我们介绍和分析了一种新的系统设计，基于量子点的量子位，同时支持可扩展的单量子位和双量子位门，和单次量子位测量。所有三个关键过程（单量子位门、双量子位门和量子位测量）都依赖于每个量子点中的电子与位于量子点附近的量子阱中形成的激子-极化激元之间的相互作用。我们提出的系统的一个关键的新功能是使用极化激元陷阱，我们表明，增强了量子点-量子阱相互作用的一个因素10，从而导致$100 \times$更快的两个量子位门。我们还介绍了一种新的单量子位门，它是基于光学和微波控制的组合，这是在相同的设备和系统配置中支持的其他操作，相比之下，传统的单量子位门，是基于全光控制。
2017-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous generation, enhanced propagation and optical imprinting of quantized vortices and dark solitons in a polariton superfluid: towards the control of quantum turbulence
在共振泵浦极化激元超流体中，我们最近探索了一种新的机制，该机制基于极化激元系统的双稳性，以增强极化激元流体在宏观距离上的传播。这种技术与全光压印方法一起允许产生和控制各种拓扑激发，如量子化涡旋和暗孤子。新实验方案的灵活性和可扩展性为系统研究光驱动耗散量子流体中的量子湍流开辟了道路。在这篇文章中，我们回顾了双稳态增强传播和印迹技术的基本工作原理，我们讨论了主要取得的成果，以及最有前途的未来研究方向。
2021-02-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Fluctuations and Coherence of a Molecular Polariton Condensate
为了全面理解激子极化激元凝聚体的量子涨落，我们发展了一个超越平均场机制的完整量子理论。我们找到了极化激元密度矩阵的解析解，表明极化激元非线性引起与泵浦相关的快速弛豫，从而产生阈值凝聚。随着泵浦强度的增加，出现了一个朝向低极化激元凝聚的非平衡相变，其统计数据从热的、通过超泊松的和超出在非对角长程序水平上的理解的非经典分布转变。结果表明暗态对极化子涨落的作用，并导致发射光子的非经典计数统计，从而阐述了关键参数的作用，例如，泵浦、失谐和温度。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Few-body quantum physics with strongly interacting Rydberg polaritons
我们提出了我们最近论文的扩展[Bienias等人，Phys. Rev. A 90，053804（2014）]，其中我们证明了两个Rydberg极化激元的散射性质和束缚态结构，以及有效低能多体哈密顿量的推导。在这里，我们推导出一个微观哈密顿描述的传播里德伯慢光极化激元在一维。我们描述了可能的退相干过程中的主方程的方法，并推导出运动方程的薛定谔图片通过使用一个有效的非厄米哈密顿。我们举例说明图解方法上的两个例子：首先，我们显示了一个单一的极化激元在外部潜在的费曼图的精确求和的解决方案。其次，我们精确地求解了弱相互作用下的两体问题。
2016-08-04 physics.atom-ph quant-ph
Localized exciton-polariton modes in dye-doped nanospheres: a quantum approach
我们将染料掺杂的聚合物纳米球建模为量子发射体的集合，并用它来研究这种纳米球所支持的局域激子-极化激元。通过确定的集体系统的密度矩阵的时间演化，我们探讨了如何入射激光场可能会导致瞬态光场增强接近这种纳米粒子的表面。我们的研究结果提供了进一步的证据，激子材料可以用于纳米光子学的良好效果。
2015-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
