Reliable multiphoton generation in waveguide QED
尽管经过了几十年的努力，仍然不可能创造出具有高成功概率和接近单位保真度的单模多光子光态。传播光学光子的复杂量子态将是量子信息科学中各种协议的使能资源，包括用于量子网络中量子节点的互连。在这里，我们提出了几种方法来产生预示的多体纠缠原子和光子态，通过使用出现在波导QED装置中的原子之间的强和长程耗散耦合。我们的理论分析表明，利用波导QED特性的成功概率和成功率是可能的。
2016-03-08 quant-ph
All-optical control of thermal conduction in waveguide QED
本文研究了激光驱动原子作用下的两个一维波导间的热传导。激光器提供对热传导的光学控制。实现了热对温度梯度的可调非对称传导。在调制激光的辅助下，可以抑制从任一波导到另一波导的热传导。同时，获得了与抑制方向相反的方向的传导。激光器的能量流可以显著放大热流。此外，该方案可以像一个热机。
2022-08-16 quant-ph
Cavitylike strong coupling in macroscopic waveguide QED using three coupled qubits in the deep non-Markovian regime
我们引入了一个三量子比特波导QED系统来模拟最近实验中实现的探测量子比特嵌入类原子镜的腔-QED强耦合机制。然后，我们将这个系统扩展到深非马尔可夫制度，并展示了深远的作用，延迟上的着装共振，允许显着提高极化激元寿命（由许多数量级），调谐的共振，以及实现Fano的共振和同时耦合到多个腔模式。精确的格林函数解决方案的光谱共振，和量子动力学模拟使用矩阵乘积状态，在那里我们展示了额外的控制腔QED系统使用手性探针量子比特。
2021-06-30 quant-ph
Multi-qubit entanglement in bi-directional chiral waveguide QED
研究了多原子双向波导QED中单光子高斯波包诱导纠缠的产生。特别地，我们研究了原子数目的增加对平均两两纠缠的影响。我们表明，通过选择较小的衰减率和手性波导设置，纠缠生存时间和最大生成的纠缠可以增加至少3/2的因素，独立的原子数。此外，我们还分析了失谐量和延迟对纠缠态鲁棒性的影响。我们的结果在基于纠缠的多量子比特量子网络中有潜在的应用
2016-04-13 quant-ph
Atomic waveguide QED with atomic dimers
本文研究用一维亚波长原子阵列替代传统波导，以原子二聚体反称态为发射体，实现波导QED特征，并发现有限阵列与延迟效应导致的非马尔可夫修正。
2021-07-22 quant-ph
Photon Anomalous Blockade in Waveguide Cavity QED with Atomic Mirrors
School of integrated circuits, Tsinghua University（清华大学集成电路学院）；Beijing Automation Control Equipment Institute（北京自动化控制设备研究所）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
本文研究了波导腔量子电动力学系统中输出场的光子统计特性，发现即使在损耗大、耦合弱的波导腔中，光子阻塞现象仍可能发生，这与传统光子阻塞或非传统量子干涉在腔QED系统中的条件不同。通过主方程和散射理论推导了弱驱动系统中光子阻塞的条件，发现这种异常光子阻塞是由量子芝诺效应引起的，并且对腔内介质原子位置的变化具有鲁棒性。
2026-05-21 quant-ph
Decoherence-Free Qubit and Chiral Emission from a Giant Molecule in Waveguide QED
研究在波导量子电动力学中实现去相干保护与定向光子发射的结合，通过巨分子实现去相干自由量子比特和状态依赖的手性单光子发射，展示了高方向性和低误差的量子操作。
2026-03-28 quant-ph
Modelling quantum light-matter interactions in waveguide-QED with retardation and a time-delayed feedback: matrix product states versus a space-discretized waveguide model
我们提出了两种不同的方法来模拟波导QED系统中的非马尔可夫量子光-物质相互作用，使用矩阵乘积态（MPS）和空间离散波导（SDW）模型。在描述了这两种方法的一般理论和实现之后，我们直接在波导QED中感兴趣的三个热点问题上比较和对比这些方法，包括（i）耦合到无限（一维）波导的两能级系统（TLS），（ii）耦合到具有时延相干反馈的终端波导的TLS，以及（iii）耦合在无限波导内的两个空间分离的TLS。这两种方法被证明是有效的建模多光子非线性动力学在高度非马尔可夫制度，我们强调这些方法的优点和缺点建模波导QED相互作用，包括其在Python中的实现，计算运行时间，以及易于概念理解。我们探讨真空动力学以及制度的强光泵浦，弱激发近似不能应用。MPS方法在建模多光子动力学和长延迟时间时具有更好的扩展性，并且明确包括非马尔可夫记忆效应。相比之下，SDW模型通过空间离散化来考虑非马尔可夫效应，并求解马尔可夫运动方程，但严格包括延迟的影响。SDW模型基于量子光学中最近的碰撞图像的扩展，通过量子轨道技术解决，并且可以更容易地添加额外的耗散过程，包括芯片外衰减和TLS纯退相。这些过程的影响直接显示在反馈诱导的人口陷阱和TLS纠缠空间分离的TLS之间。
2020-11-24 quant-ph
Analytic Few Photon Scattering in Waveguide QED
基于Dyson级数计算的散射振幅，提出了一种波导QED中光-物质耦合的方法。对于包含多个单光子的光学状态，在这个系列中的条款变得越来越复杂，我们提供了一个图解配方，其评估，这是能够产生分析结果。我们的方法完全指定了一个组合的发射器光学状态，允许调查光物质纠缠生成协议。我们利用这些表达式研究了$Λ$ -系统的双光子散射，发现当两个基态从简并态调谐时，跃迁振幅的极点结构发生了显著的变化。
2018-04-04 quant-ph
Two-photon entanglement in multi-qubit bi-directional waveguide QED
研究了双光子高斯波包驱动的双向波导QED中纠缠的产生和控制。特别是，我们专注于如何增加量子比特的数量影响系统中的整体平均成对纠缠。我们还研究了第二个光子的存在如何引入非线性，从而操纵产生的纠缠。此外，我们表明，通过引入手征和小衰减率，纠缠可以存储和增强的2和3倍，分别。最后，我们分析了有限失谐和时间延迟对纠缠的影响。
2016-04-13 quant-ph
Waveguide QED: controllable channel from quantum interference
我们研究了一个波导QED系统，其中包含一个矩形波导和一个二能级系统（TLS），其中横模TMmn定义了被导光子的量子信道。研究发现，TM11通道中的光子丢失可以通过用TMmn通道的某种相干叠加来克服，这种相干叠加被称为可控通道（CC），因为CC中的光子可以被TLS完美地反射或透射，而不会丢失到其他通道中。当光子从与CC正交的其中一个无散射通道（SFC）入射时，暗态出现。其物理机制是与Fano共振相关的多通道干涉。
2013-08-09 quant-ph
Atom-photon dressed states in a waveguide-QED system with multiple giant atoms
该研究分析多巨原子耦合谐振腔波导QED系统的束缚态特性，揭示阈值条件与光子介导相互作用，发现调控耦合构型可获不同相互作用原子链并形成元带，为量子模拟与信息处理提供平台。
2024-03-02 quant-ph
Heisenberg treatment of multiphoton pulses in waveguide QED with time-delayed feedback
由于诱导的非马尔可夫性，包含相干时滞反馈的波导QED系统的动力学在海森堡图像中产生了多时间关联的层次结构。我们建议在希尔伯特空间中的一个完整的状态集上进行投影，将多时间相关性分解为单时间矩阵元素。为了说明这个过程，我们考虑一个典型的例子，一个两级系统耦合到一个半无限波导和量子光脉冲相互作用。我们的方法补充了现有方法的范围，因为它允许计算的动力学下，包括额外的耗散通道在一个数值上精确和有效的方式为任意形状的多光子脉冲的内存要求是已知的。
2022-08-23 quant-ph
Bound state in the continuum and multiple atom state transfer applications in a waveguide QED setup
本研究在波导量子电动力学设置中实现了束缚于连续态的态，用于高保真度的多原子态转移，展示了其在量子信息处理中的应用潜力。
2025-12-06 quant-ph
QwaveMPS: An efficient open-source Python package for simulating non-Markovian waveguide-QED using matrix product states
Queen’s University（女王大学）
QwaveMPS通过矩阵积状态实现高效模拟非马尔可夫波导-量子电子学系统，降低计算成本，便于研究复杂动态相互作用。
2026-10-27 quant-ph
Multi-channel waveguide QED with atomic arrays in free space
我们研究光散射的二维（2D）阵列的原子驱动到里德伯能级。我们发现，这个问题可以映射到一个广义的波导QED模型，由多个一维光子通道（横模），其中每个方向耦合到相应的里德堡表面模式的阵列。在里德伯阻塞区，不同表面模的集体激发相互阻塞，导致多通道相关光子态。使用的分析方法，我们表征通道间的量子相关性，并阐明集体双光子共振的阵列的作用。我们的研究结果为多模多体物理和自由空间平台上的光子量子信息开辟了新的可能性。
2021-11-22 quant-ph
Phase-controlled bound states in giant atom waveguide QED setup
本文研究巨原子通过两个远距离位点耦合的一维光子波导，发现相位调控的BOC和BIC，给出BOC存在条件及BIC频率与光子分布，并预测由BIC与BOC振荡诱导的量子拍，为利用束缚态操控波导系统提供新途径。
2024-10-20 quant-ph
Generation of single and two-mode multiphoton states in waveguide QED
单模和双模多光子态是许多量子技术的基石，例如，计量学在光学制度中，这些状态通常是通过将预示的单光子与线性光学工具和后选择相结合来获得的，从而导致固有的低成功概率。在最近的一篇论文中，我们设计了几个协议，利用波导QED诱导的长程原子相互作用，以改善单模多光子发射的性能和协议。在这里，我们给出了这些协议的全部细节，重新审视它们以简化它们的一些要求，并将它们扩展到生成双模多光子态，如Yurke或NOON态。
2018-02-01 quant-ph
Waveguide QED Analysis of Quantum-Coherent Links for Modular Quantum Computing
本文通过波导QED分析，研究两量子比特共享波导的量子态传输，评估失谐、耦合强度等参数对保真度和延迟的影响，提出高保真低延迟的系统设计要求并探讨可扩展性。
2025-05-23 quant-ph
Bound states in ultrastrong waveguide QED
本文讨论了在旋波近似和激发数守恒的光-物质耦合模型之外，有限带宽波导QED中束缚态的性质。因此，我们将\emph{standard}计算扩展到更宽范围的光物质强度，特别是在所谓的超强耦合制度。我们使用Polaron技术。我们的主要结果如下。我们计算的自发发射率，这是重整化相比，费米黄金法则公式。我们概括了束缚态的存在准则，它们的性质和它们在量子比特热化中的作用。我们通过真空涨落和束缚态讨论了有效的自旋-自旋相互作用。最后，我们勾勒出一个完美的状态传输协议之间的远程发射器。
2020-01-21 quant-ph
Variational waveguide QED simulators
本文提出利用波导QED模拟器的可调范围发射器相互作用构造变分拟设，以更少门和参数精确求解XXZ与Ising量子临界自旋模型基态，并展示了其在噪声下的优势。
2023-02-03 quant-ph
Tunable ultrahigh reflection with broadband via collective atom-atom interaction in waveguide-QED system
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）
本研究在一维波导-QED系统中利用集体原子相互作用构建光子带隙实现宽带完全反射，提出拓展超高反射窗口的策略，且窗口参数可通过外场动态调节，为相关量子光学器件提供新途径。
2024-12-12 quant-ph
Photonic state engineering via energy-level crossing by giant atoms in topological waveguide QED setup
School of Physics Science and Technology, Shenyang Normal University（沈阳师范大学物理科学与技术学院）；School of Physical Science and Technology, Soochow University（苏州大学物理科学与技术学院）；Center for Quantum Sciences and School of Physics, Northeast Normal University（东北师范大学量子科学中心与物理学院）
本文提出利用非局部巨原子耦合与拓扑带结构的相互作用，实现对波导量子电动力学中光子束缚态的可控操控，展示了拓扑与非局部光子-物质耦合结合的可行性。
2026-04-16 quant-ph
Chiral SQUID-metamaterial waveguide for circuit-QED
超导超材料是由结构化的基本电路元件设计和制造的，它激发了电路量子电动力学（circuit-QED）中探索非常规量子现象的最新发展。提出了一种将一维约瑟夫森超材料设计为手征波导的方法，通过对其有效阻抗进行编程时空调制。调制电流的形式是行波，其相速度比微波光子的传播速度慢得多。由于布里渊散射过程，光子可以单向传播的非平凡光谱区域出现。考虑超导量子比特与这种超材料波导的耦合，我们分析了马尔可夫和非马尔可夫量子动力学，发现超导量子比特可以单向耗散光子。此外，我们表明，我们的建议可以扩展到级联的量子网络与多个节点，在远程量子比特之间的手征光子传输可以实现。我们的工作可能打开的可能性，利用SQUID超材料实现单向光子输运的电路QED平台。
2023-02-15 quant-ph
Suppression of Local Decay in non-Markovian Waveguide QED
针对亚辐射态仍受局域环境影响的问题，提出构建非马尔可夫波导QED系统，利用延迟相互作用实现极低衰变率，还发现自干涉可自发产生类似效应且能通过合作耦合增强，为长寿命量子器件研发提供新思路。
2024-07-09 quant-ph
Heralded multiphoton states with coherent spin interactions in waveguide QED
波导量子电动力学提供了产生强相干原子相互作用的可能性，无论是通过适当的原子配置在耗散制度或在带隙制度。在这篇论文中，我们展示了如何利用这些相互作用来产生高度纠缠的原子态，然后这些原子态可以被映射成具有高量子效率的单模多光子态，我们介绍了两种制备原子态的方案，我们讨论了它们的性能，并与以前的方案进行了比较。特别是，我们表明，其中之一达到了高概率的成功，许多原子，但低的Purcell因素的系统。
2017-04-07 quant-ph
Generation of time-frequency entangled photon pairs propagating in separate waveguides in circuit QED setup
时频纠缠光子是各种量子技术领域中大量应用的重要资源。因此，产生纠缠光子的有效和可调的设置是现代量子技术所必需的。在这项工作中，我们提出了一个通用的腔QED设置设计的按需产生的时间-频率纠缠光子对，每个光子在一个单独的波导中传播。我们概述了这种设置在微波超导电路QED架构的潜在化身。我们推导并数值求解了一组控制系统量子态演化的运动方程，使我们能够研究光子发射动力学。利用发射光子对联合谱振幅的Schmidt分解，计算了系统的纠缠熵，分析了纠缠熵与系统参数的关系。我们概述了所提出的多光子时频纠缠态产生方案的潜在扩展。
2022-11-16 quant-ph
Implications of exceptional points for few-photon transport in waveguide quantum electrodynamics
我们确定了非厄米特系统中的例外点物理和波导量子电动力学（QED）系统中的少光子束缚态之间的一般联系。我们证明了在波导QED系统中，局域量子系统存在一个例外点，最紧束缚的少光子束缚态出现在例外点。我们说明了这种连接与明确的计算波导QED系统中，波导耦合到Jaynes-Cummings系统。我们的结果提供了例外点物理的量子特征，并表明例外点物理可以用来理解和控制光子-光子相互作用。
2018-06-29 quant-ph
Phase-modulated Autler-Townes splitting in a giant-atom system within waveguide QED
非局域发射极-波导耦合产生了所谓的巨原子，代表了量子光学和波导QED领域的一种新范式。本文研究了单光子在一维波导中与二能级或三能级巨原子的散射。由于光子在原子-波导耦合点之间来回传输/反射产生的自然干涉，通过调节巨原子的尺寸，可以通过周期性相位调制来动态控制光子的传输。对于二能级巨原子系统，我们证明了能量移动依赖于原子的尺寸。在受驱动的三能级巨原子系统中，Autler-Townes分裂受到巨原子的强烈调制，其透射谷宽度（反射范围）随原子尺寸的变化是可调的。我们的研究将有助于基于巨原子介观甚至宏观量子节点的量子网络中光子或声子的控制。
2021-12-07 quant-ph
Retardation effect and dark state in a waveguide QED setup with rectangle cross section
本文研究矩形截面准一维波导中双原子的耦合动力学，分析TM模环境导致的集体耗散与延迟效应，并提出原子连线垂直于波导轴以利用暗态保持完全耗散的方案。
2022-06-20 quant-ph
Single-photon scattering in a giant-molecule waveguide-QED system
研究了由两个耦合巨原子组成的人造巨分子与一维波导耦合时的相干单光子散射。由于每个巨原子通过两个耦合点耦合到波导，分子与波导的耦合有三种不同的耦合构型：分离耦合、编织耦合和嵌套耦合。利用实空间方法得到了单光子透射和反射振幅的精确表达式。结果表明，散射谱的行为取决于两个相邻耦合点之间的相移、耦合组态以及两个巨原子之间的耦合。具体地，我们研究了在马尔可夫和非马尔可夫机制下的光子散射，其中光子在两个相邻耦合点之间的传播时间分别被忽略和考虑。在马尔可夫极限下，通过选择适当的相移，可以得到巨分子波导-QED系统中不同耦合组态下的非对称Fano线型，并且可以通过这三种耦合组态下两个巨原子之间的耦合强度来调节传输窗口.特别是，在这些配置中的多个反射峰和谷恢复在非马尔可夫制度。本文的工作为基于巨分子波导-QED系统的可控单光子器件的研究奠定了基础。
2022-07-31 quant-ph
Photonic Bound States and Scattering Resonances in Waveguide QED
本文研究了任意手征波导中两类双光子束缚态的出现。具体来说，我们提出了一种系统的方法来分析确定由耦合到部分手征的无限等距两级发射器阵列的波导组成的系统的本征态。利用有效的哈密顿方法，我们通过确定双光子束缚态的色散关系和内部结构来确定其性质。束缚态有两种，取决于双光子动量和发射体间距。这些状态之一是一个长寿命的真正的束缚态，而另一个，散射共振，通过耦合到自由双光子状态的时间衰减，导致共振和相应的相移中的光子-光子散射。
2021-10-12 quant-ph
Experimental realization of qubit-state-controlled directional edge states in waveguide QED
实验实现了波导QED中量子比特控制的定向边缘态，通过Rice-Mele波导原位调控，保真度99.4%，有望实现零串扰的长距离量子比特耦合。
2024-11-08 quant-ph
Strongly-coupled non-Markovian waveguide QED with input-output HEOM
RIKEN Center for Quantum Computing, RIKEN（理化学研究所量子计算中心）；Department of Physics, National Cheng Kung University（国立成功大学物理系）；Center for Quantum Frontiers of Research and Technology (QFort)（量子前沿研究与技术中心）；Physics Division, National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心物理组）；Physics Department, University of Michigan（密歇根大学物理系）
本文研究了在非标准微扰和马尔可夫近似之外，单量子比特与一维波导的建模问题，采用输入输出层次方程（io-HEOM）方法，探讨了不同谱密度的波导示例，展示了io-HEOM方法能够准确捕捉波导量子电动力学中非马尔可夫性的两种来源：非局域耦合和非线性色散。
2026-05-20 quant-ph
Manipulating multi-photon entanglement in waveguide quantum circuits
片上集成光子电路对于量子技术和量子光学科学的进一步发展至关重要。在这里，我们报告的精确控制单光子状态和多光子纠缠直接在芯片上。我们使用基于电阻元件的集成光学相位控制来操纵路径编码量子比特的状态，观察到98.2+/-0.3%的干涉对比度。我们通过观察在波导电路中产生的2-和4-光子纠缠态的干涉条纹来展示集成量子精密测量，其各自的干涉对比度为97.2+/-0.4%和92+/-4%，足以击败标准量子极限。最后，我们展示了一个可重构的电路，可以连续准确地调整量子干涉的程度，最大可见度为98.2+/-0.9%。这些结果不仅为单个光子，而且为光的所有量子态开辟了自适应和完全可重构的光子量子线路。
2009-11-06 quant-ph
Bound states and atomic interaction in giant atom waveguide QED with dispersive coupling
提出嵌套巨原子与耦合谐振器波导的色散耦合方案，利用能隙束缚态重叠实现位置依赖的原子相互作用，并以近 0.999 保真度完成叠加态转移。
2024-09-14 quant-ph
Diagrammatic Approach to Scattering of Multi-Photon States in Waveguide QED
本文介绍了波导QED系统中的图解技术。特别强调的是延迟相干量子反馈系统。具体来说，我们表明，$N$ -光子散射矩阵在单量子比特波导QED系统中，在旋转波近似，承认在$N-1$ -光子有效顶点函数的参数化，并提供了一个详细的推导这些顶点函数满足的广义Bethe-Salpeter方程的封闭层次。这种方法的优点是，上述积分方程保持独立的辐射通道的数量，它们的带宽，它们所支持的模式的色散，和辐射量子比特耦合相互作用的结构，从而使人们能够研究多光子散射问题超越Born-Markov近似。此外，我们概括的图解技术的系统包含一个以上的单个发射器，提出了一组精确的方程管理的通用的两个和三个光子散射算子。然后，上述理论机制在最近实验研究的巨型声学原子上的三光子散射的例子中得到了展示[Nat. Phys. 15，1123（2019）]。
2021-08-11 quant-ph
Vacancy-like dressed states in topological waveguide QED
我们确定了一类在任意耦合强度下与原子能量相同的原子-光子缀饰态。作为一个标志，他们的光子组件是一个本征态的裸光子浴与空位的地方的原子。这幅图容纳了波导QED现象，其中原子表现为完美的镜子，特别是在连续或BIC中的缀饰束缚态（BS）与几何限制的光子模式连接。当应用到光子晶格，该框架提供了一个通用的标准来预测穿着BS在晶格的拓扑性质，把它们在一对一的对应关系与光子BS。因此，在光子Creutz阶梯和Halflit模型中预测了新的类的修饰BS。在后一种情况下，出现了具有非零局部光子通量的状态，其中原子被围绕它运行的光子修饰。
2021-02-15 quant-ph
Nonreciprocal routing induced by chirality in an atom-dimer waveguide-QED system
Hunan Normal University（湖南师范大学）
本文提出了一种在波导-量子电动力学系统中实现单光子路由器的方案，通过手性耦合操控单光子传输，在非马尔可夫条件下实现按需单光子传输。
2026-04-29 quant-ph
Exact Markovian and non-Markovian time dynamics in waveguide QED: collective interactions, bound states in continuum, superradiance and subradiance
我们开发了一个形式主义的精确时间动力学波导量子电动力学（QED）使用的实空间方法建模。形式主义不假设任何特定配置的发射器，并允许马尔可夫动力学的研究完全解析和非马尔可夫动力学半解析与一个简单的数值积分步骤。我们利用该方法研究了连续介质中的亚辐射、超辐射和束缚态。我们讨论了新的现象，如细分的集体衰变率到对称和反对称的子集和非马尔可夫超辐射效应，可以导致集体衰变强于迪克超辐射。我们还讨论了可能的应用，如脉冲整形和相干吸收。因此，我们拓宽了稳态光子输运以外的实空间方法的适用范围。
2019-12-03 quant-ph
Engineering photonic dispersion relation and atomic dynamics in waveguide QED setup via long-range hoppings
通过长程跃迁工程光子波导中的色散关系，实现对原子动力学的精确控制，并展示其在定向原子辐射和吸收中的应用。
2025-12-03 quant-ph
Ultrastrong waveguide QED with giant atoms
巨发射体量子光学为波导QED中非马尔可夫性质的观测和操纵提供了一条新的途径。在本文中，我们扩展的巨原子理论，迄今仅限于微扰轻物质制度，以处理超强耦合制度。在标准旋波近似下，利用静态和动态极化子方法研究了巨原子与欧姆波导耦合的低能子空间。通过计算巨原子局域-离域量子相变的耦合函数，分析了系统的平衡性质。我们发现，虚光子打扮的基态是非指数本地化的接触点周围，但衰减的幂律。研究了初始激发态巨原子的动力学，指出了超强耦合对兰姆位移和自发发射衰减率的影响。最后，我们评论的存在，所谓的振荡束缚态超越旋转波近似。
2022-05-16 quant-ph
Controlling photons by phonons via giant atom in a waveguide QED setup
本文研究波导 QED 声子-光子混合系统，提出由表面声波声子修饰的巨型原子通过非局域耦合控制单光子传输，并揭示近共振调制与大失谐色散耦合机制。
2023-06-30 quant-ph
Quantum interference and controllable magic cavity QED via a giant atom in coupled resonator waveguide
该研究分析双位点耦合 CRW 的巨型原子动力学，利用连续谱内外束缚态干涉实现光子束缚，并提出可在完美腔与泄漏腔间调控的魔法腔 QED 模型。
2023-07-12 quant-ph
Bandwidth-Cost Reduction for Photon-Matter Simulation at the Single-Photon Level
National Institute of Informatics（国立情报学研究所）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文提出非微扰、第一性原理推导波导-量子电动力学模型的重整化关系，明确考虑数值模拟中必需的红外和紫外截断，通过时间域原子动力学推导出裸模型参数与可观测原子频率和衰减率的联系，验证其与散射理论的一致性，并将其与标准费曼图连接，为高效可靠的多光子光-物质模拟奠定基础。
2026-11-02 quant-ph
Parameter Calibration for Reduced-Bandwidth Two-Photon Waveguide-QED Simulations
National Institute of Informatics（情报学研修所）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究双光子波导量子电动力学模拟中因带宽增加致计算成本高的问题，引入端到端框架明确控制有效带宽，通过截断频域并校准参数，在保持物理精度时降低希尔伯特空间维度。
2026-07-28 quant-ph
Temperature-related single-photon transport in waveguide QED
本文提出波导–原子耦合热库的方案，通过温度调控单光子反射与输运，并借助输运测量实现高灵敏度低温估计，为低温光学温度计提供新思路。
2023-08-15 quant-ph
Tunable photon-photon correlations in waveguide QED systems with giant atoms
本文研究耦合两个巨型原子的一维波导双光子散射，利用Lippmann-Schwinger方法推导三种构型的波函数、非相干谱与二阶关联函数，证明相移可调实现聚束或反聚束。
2024-02-29 quant-ph
Single-photon scattering in giant-atom topological-waveguide-QED systems
本文研究SSH拓扑波导与一个或两个巨原子耦合的单光子散射，给出精确散射振幅，揭示耦合构型、耦合点距离和拓扑效应对反射、透射及多种谱线线型的调控规律。
2025-03-13 quant-ph
Steady-State Multiparticle Entanglement via Dissipative Engineering in Waveguide QED
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
通过波导量子电动力学中的耗散工程，实现多粒子W型纠缠态的稳态生成，利用子辐射和超辐射态的集体相互作用与量子泽诺效应，具有可扩展性和高保真度。
2026-10-06 quant-ph
Coherent response of inhomogeneously broadened and spatially localized emitter ensembles in waveguide QED
本文研究波导中非均匀展宽且空间局域的发射体系综，提出近似分析方法，展示集体共振可克服非均匀展宽实现高消光，并论证稀土离子系综可实现强耦合，拓展了WQED至固态相干系综。
2024-02-11 quant-ph
Generating Bell states and $N$-partite $W$ states of long-distance qubits in superconducting waveguide QED
本研究提出在超导波导QED系统中，通过参数选择和微波脉冲驱动，产生长距离量子比特的贝尔态和N部分W态，这些态作为暗态具有长寿命，可用于纠缠波导量子网络中的远距离节点。
2023-10-15 quant-ph
Nondestructive photon counting in waveguide QED
数字分辨单光子探测器代表了许多量子光学协议的关键技术，但尽管付出了巨大的努力，最先进的设备仍限于少数光子。相比之下，阵列中的状态相关原子计数可以以极高的保真度高达数百个原子。我们证明了在波导QED中，光子计数的问题可以归结为原子计数，通过纠缠光子态与原子阵列在集体数基。这是可能的，因为入射光子耦合到集体原子状态，并且可以通过将受激原子的第二衰变通道工程化为亚稳态来实现。我们的计划是强大的无序和有限的Purcell因素，其保真度增加的原子数。通过分析再发射光子的态，进一步证明了如果原子的初始态是对称的Dicke态，则可以利用耗散工程实现入射态散射到波导中的光子数的无损测量。我们的结果推广到相关的平台，包括超导量子比特。
2020-07-08 quant-ph
Nonlinear photon transport in a semiconductor waveguide-cavity system containing a single quantum dot: Anharmonic cavity-QED regime
提出了一种半导体主方程方法，研究了含有单个量子点的半导体波导-腔系统中相干光子输运的输入/输出特性。我们使用这种方法来研究光子传播和非谐腔QED的各种点腔相互作用强度的影响，包括弱耦合，中间耦合，和强耦合制度。我们证明，平均光子数远小于0.1，通常采用的弱激发（单量子）近似打破，即使在弱耦合制度。作为非谐多光子相关性的一种度量，我们计算了Fano因子和与半经典近似相关的相关误差。我们还探讨了电子-声学-声子散射的作用，发现声子介导的散射对光的传播特性起着定性的重要作用。作为理论的应用，我们模拟了强耦合区声子浴温度为$20 $ K时的条件相位门。
2012-01-12 quant-ph
