Robust control of quantized motional states of a chain of trapped ions by collective adiabatic passage
本文提出了一种在囚禁离子链中产生振动Fock态的简单方法。该方法是快速和易于实施，因为只有一个单一的啁啾激光脉冲，同时解决所有的离子，是必需的。此外，由于该方法使用集体绝热通道，可以容忍激光脉冲的强度或频率的显著波动，并且该技术即使在Lamb-Dicke区域的边界上也表现良好。我们还演示了如何扩展这种技术，以创建非经典叠加态的离子的集体运动和Greenberger-Horne-Zeilinger状态的内部状态。由于只需要一个激光脉冲，在实际实验条件下产生的热效应小得可以忽略不计。
2008-05-09 quant-ph
Quantum interactions with pulses of radiation
本文提出了一种通用的主方程形式的量子辐射的旅行脉冲和局域量子系统之间的相互作用。行波场填充连续的自由空间辐射模式和Jaynes-Cummings模型，有效的一个腔的离散本征模，不适用。我们发展了一个完整的输入-输出理论来描述任意入射辐射脉冲和发射到任意期望的出射时间模式的场的量子态对量子系统的驱动。我们的理论适用于辐射脉冲通过耦合到广泛的一类物质量子系统的变换和相互作用。我们讨论了量子相互作用与脉冲和离散辐射本征模之间的最本质的区别，并提出了相关的量子信息协议与光学，微波和声波的例子。
2020-03-10 quant-ph
Quantized Nonlinear Transport with Ultracold Atoms
在这封信中，我们提出了如何测量量子化的非线性输运使用二维超冷原子费米气体在谐波陷阱。该方案需要在左半平面和下半平面连续施加两个光脉冲，然后测量第一象限中的额外原子数。在理想情况下，这种对两个连续脉冲的非线性密度响应被量子化，量子化值探测了陷阱中心局部费米海的欧拉特性。我们研究了实验中的实际影响，包括有限的脉冲宽度，有限的脉冲边缘宽度，和有限的温度，这可能会导致偏离量子化。我们提出了一种方法来减少偏差平均测量在第一和第三象限，对称性的考虑。利用这种方法，在超冷原子容易达到的实验条件下，可以相当好地观察到量子化的非线性响应。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Qubit readout and quantum sensing with pulses of quantum radiation
通过与探测场的相互作用，可以研究关于量子系统的不同假设，例如量子比特的逻辑状态或物理相互作用参数的值。这样的场可以在特别敏感的量子态中制备，并且我们可以使用量子轨迹来模拟随机测量记录和量子系统状态的条件演化，该量子系统受到其与行进辐射脉冲的相互作用。我们的分析适用于不同的测量策略和任意输入的探测场脉冲的量子态，因此它允许直接比较它们的优势。
2022-07-05 quant-ph
Generation of strong short coherent terahertz pulses in Ladder-Lambda and Double-Lambda systems
我们表明，相干驱动的原子或分子介质可能产生强可控的太赫兹辐射短脉冲。该方法是基于最大的量子相干性在气体介质中的光脉冲和相干散射的红外辐射产生脉冲的太赫兹辐射的激发。在室温下，脉冲的能量范围从几nJ到$μ$ J，持续时间从几fs到ns。
2006-02-16 quant-ph
Non-classical properties and algebraic characteristics of negative binomial states in quantized radiation fields
研究了Barnett最近提出的负二项式态的非经典性质和代数特征。通过推广的Holstein-Primarkoff实现，得到了负二项式态的梯形算符形式和位移算符形式，并证明了所涉及的代数是SU（1，1）李代数.这些态本质上是Peremolov的SU（1，1）相干态。我们揭示了它们与几何态的联系，发现它们是激发几何态。作为中间态，它们介于数态和几何态之间。我们还指出它们可以被看作是非线性相干态。讨论了它们的亚泊松分布和压缩效应等非经典性质。详细研究了相空间中的准概率分布，即Q函数和Wigner函数。我们还提出了两种产生负二项式态的方法。
1999-11-29 quant-ph
Atom interferometry with quantized light pulses
本文研究原子干涉仪中量子化光脉冲的影响，证明强相干态光脉冲下干涉信号趋近经典极限，而低光子数时因路径信息编码导致可见度下降。
2024-02-22 physics.atom-ph quant-ph
Theory and limits of on-demand single photon sources using plasmonic resonators: a quantized quasinormal mode approach
已知耦合到等离子体共振器的量子发射器允许增强的宽带Purcell因子，并且这种系统最近已经被建议作为具有快速操作速度的按需单光子源的可能候选者。然而，一个真正的单光子源有严格的要求，高效率（亮度）和量子不变性的发射光子，这可以量化通过双光子干涉实验。为了帮助解决这个问题，我们采用并扩展了最近开发的量化准常态模式的方法，它严格量化任意有损开放系统模式，计算关键参数，准确地量化基于等离子体激元的单光子源的品质因数。我们还提出了一个量化的输入输出理论来量化的辐射和非辐射量子效率。我们使用由两个金纳米棒组成的纳米等离子体激元二聚体谐振器来验证该理论，该谐振器产生大的Purcell因子和良好的辐射输出β因子。考虑到光脉冲激发方案，我们探索了脉冲持续时间和纯退相对单光子性质的关键作用，并表明，超短脉冲（亚ps）通常需要这样的结构，即使是低温操作。我们还量化了单光子和双光子发射过程的非辐射β因子的作用。我们的一般方法可以应用到各种各样的等离子体系统，包括金属，和腔波导系统，而不求助于唯象量子化方案。
2019-04-05 quant-ph
Planck's Radiation Law in the Quantized Universe
物理研究寻找引力场量子特性的线索。在薛定谔理论的基础上，研究了一个由尘埃和辐射组成的弗里德曼宇宙量子化的简单模型。在能量量子化方面，结果表明普朗克能量对相邻量子态之间的能量间隔具有普遍的限制。应用于黑体辐射，修正的普朗克辐射定律如下。如果这可以在实验室中得到验证，它将为时空流形的量子性质提供直接的暗示。
2014-09-15 gr-qc hep-th quant-ph
Quantized form factor shift in the presence of free electron laser radiation
在电子散射中，目标形状因子对衍射图案有显著贡献并且携带关于目标电磁电荷分布的信息。在这里，我们表明，电磁辐射的存在下，目前可在自由电子激光的强度，转移的依赖性的目标形状因子的数量取决于吸收或发射的光子的数量，以及对电磁辐射的参数。作为例子，我们展示了强紫外和软X射线辐射对电子与类氖氩离子和氙原子弹性散射的影响。我们发现辐射对形状因子的影响大约是百分之几。我们的结果可能为激光辅助探索物质开辟一条新的途径。
2015-07-25 physics.atom-ph quant-ph
Uniform cross phase modulation for nonclassical radiation pulses
提出了一种实现两个非经典光脉冲的均匀交叉相位调制（XPM）的方案，并研究了其在光子数的量子非破坏测量和量子信息中的受控相位门中的应用.我们分析了该计划通过量化一个常见的唯象模型的经典XPM。我们的分析首先对待的理想情况下，相等的交叉相位调制和纯酉动力学。这为更复杂的非幺正动力学和两个脉冲之间的相移差异的研究奠定了基础，其中散肩效应严重影响该方案的性能。
2010-01-12 quant-ph
Fast quantum logic gates with trapped ions interacting with external laser and quantized cavity field beyond the Lamb-Dicke regime
提出了一种利用单色光场和量子化腔场相互作用操纵囚禁离子实现量子逻辑门的方案。对于非共振激光脉冲或量子化腔场实现离子态跃迁的特征时间，当Lamb-Dicke参数值为大的$η_{L}=η_{c}=0.2$时，特征时间急剧下降，并且随着初始态振动量子数$m$的增加，特征时间进一步减小.
2003-02-27 quant-ph
Excitation of two atoms by a propagating single photon pulse
利用含时Heisenberg-Langevin方法，研究了自由空间中两个二能级原子与量子化电磁场传播模的相互作用。对于单光子脉冲，我们考虑了脉冲的空间和时间分布对原子激发的影响。特别是，我们找到了理想的脉冲形状，使之在双原子系统的任何所需状态下都能精确地进行一次激发。此外，我们还分析了Fock态脉冲和相干态脉冲在原子动力学方面的差异。
2014-11-13 quant-ph
Non-Markovian interactions with pulses of quantum radiation
Institut für Physik, Universität Rostock（罗斯托克大学物理研究所）
本文构建了非马尔可夫输入输出理论，将其应用于二能级原子受激辐射和高斯脉冲腔传输，发现散射体相干性非马尔可夫复兴会产生多模输出场。
2026-09-03 quant-ph
An Adiabatic Theorem without a Gap Condition: Two level system coupled to quantized radiation field
本文证明了慢旋转磁场中Dicke模型基态的绝热定理，并指出在弱电子-光子耦合下，绝热的时间尺度接近于相应的二能级系统的时间尺度--没有量子化的辐射场.存在对该时间尺度的校正，其为模型的兰姆移位。量子电动力学的红外奇异性通过对数修正影响光子场接近绝热极限的速率。
1998-08-20 math-ph math.FA math.MP
Quantized Topological Response in Trapped Quantum Gases
本文提出了一种在囚禁的一维量子气体中通过施加瞬时光脉冲并测量密度分布来实现的量子化拓扑响应，证明了其在热力学极限下的普适性，并探讨了有限脉冲影响及向高维非线性响应的推广。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Enhancement of quantum correlations for the system of cavity QED by applying bang-bang pulses
本文提出了一种增强腔量子电动力学系统量子关联的方案，该系统由两个互不相互作用的二能级原子组成，每个原子通过bang-bang脉冲与各自的量子场模局域相互作用。我们研究了bang-bang脉冲对两原子间的量子不和谐、纠缠、量子互信息和经典关联动力学的影响。结果表明，利用bang-bang脉冲可以改善两原子的量子不和谐和纠缠。
2012-08-27 quant-ph
Robust signatures of quantum radiation reaction in focused ultrashort laser pulses
在量子辐射占优的情况下，研究了电子聚束与超强聚焦超短激光脉冲相互作用中的辐射反应效应。角分辨康普顿散射光谱计算在激光脉冲的可变持续时间使用半经典描述的辐射为主的动力学和一个完整的量子处理的发射辐射。依赖于激光脉冲的持续时间，我们发现量子辐射反应的辐射光谱，这是特征的聚焦激光束和可见的定性行为的角度扩展和光谱带宽的辐射光谱中的签名。该签名相对于电子和激光束参数在大范围内的变化是鲁棒的。它们在性质上完全不同于经典辐射反应体系中的那些，并且可以用目前可用的激光技术测量。
2014-05-16 physics.plasm-ph quant-ph
The Trilinear Hamiltonian: A Zero Dimensional Model of Hawking Radiation from a Quantized Source
本文研究了一个具有动态泵浦模式的量子参量放大器，它被看作是蒸发黑洞的霍金辐射的零维模型。导出了真空涨落产生的粒子谱偏离传统参量放大器预测的热谱的条件。我们发现，当泵模式（黑洞）已发出近一半的初始能量到信号（霍金辐射）和闲置（在下落的粒子）模式时，出现显着的偏差。作为黑洞动力学的模型，这一发现支持了晚期霍金辐射包含有关黑洞的量子态的信息，并与黑洞的量子引力自由度纠缠的观点。
2010-04-04 cond-mat.other gr-qc quant-ph
Quantum tunneling of composite object coupled with quantized radiation field
研究了具有偶极或四极矩的复合体与量子化辐射场（光子或引力场）耦合通过δ势垒的量子隧穿。偶极矩或四极矩由物体的两个组成粒子的相对坐标中的振子表示。物体的质心自由度不直接与辐射场耦合。然而，我们表明，对于在激发态的振荡器的对象，由辐射场引起的耗散可以抑制其量子隧穿率在质心自由度。此外，当其质心运动的初始能量与振子的激发态的初始能量相近时，势垒制备的物体的空间叠加态可以由于辐射场而退相干。本文的主要目的是研究质心、相对坐标自由度和势垒之间以及相对坐标自由度和辐射场之间的两种不同的相互作用如何影响量子隧穿和物体空间叠加态的产生。我们的玩具模型可以给洞察测试量子隧穿和量子叠加的原子或分子与其偶极或四极矩与辐射场耦合。
2019-01-24 gr-qc hep-th quant-ph
Comment on: Hawking Radiation from Ultrashort Laser Pulse Filaments
在最近的一篇论文中，Alberno { \em et al}声称已经观察到了霍金效应的模拟，因为在他们所谓的“相界”存在的频率范围内检测到了辐射。他们在石英玻璃中创造了快速移动的光脉冲，石英玻璃的克尔效应改变了折射率，从而创造了这些视界。不幸的是，虽然观测结果非常有趣，但辐射的原因还不清楚，我们认为称之为模拟系统中霍金效应的探测是不合理的。
2011-05-24 gr-qc quant-ph
Analog of the spin-orbit induced anomalous Hall effect with quantized radiation
我们证明了如何描述一个单一的二能级原子和两个腔场模式之间的相互作用的条款可能达到一个Rashba形式。因此，腔QED为研究自旋-轨道诱导的反常霍尔效应提供了一个实验平台。有效磁场，来自于由Rashba耦合呈现的非阿贝尔规范势，感应出作用于相空间分布的横向力。因此，相空间分布建立了一个横向运动表现在螺旋轨迹，而不是圆形的一个零磁场，因为人们将获得相应的阿贝尔规范位。利用真实的实验参数，数值验证的现象，确定它应该是可以实现的与当前的技术。
2010-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Transit times of radiation through photonic bandgap materials: Pulse reshaping of classical and quantum fields in the time domain
我们研究了电磁脉冲通过光子带隙材料的传播，并将时域脉冲整形与可观察到的渡越时间联系起来。对于层状介质镜，我们演示了如何脉冲整形的缓慢变化的经典领域的结果在传输时间延迟，相当于群延迟。时域分析强调负群时延的因果起源。我们还研究了一个类似的完全量子化模型，并显示如何相同的时域分析可以用来解释所观察到的单光子场的延迟。
2002-10-21 physics.optics quant-ph
Reply to Comment on: Hawking radiation from ultrashort laser pulse filaments
R的评论。Schutzhold等人对最近的模拟霍金辐射测量提出了可能的担忧和问题。我们简要地回答了评论中所表达的观点，并坚持认为辐射的起源可以从霍金辐射的角度来理解。
2011-07-30 gr-qc physics.optics quant-ph
Hawking radiation from ultrashort laser pulse filaments
天体物理学黑洞和引力类似物的事件视界被预测会激发量子真空并产生量子发射，称为霍金辐射。我们用超短激光脉冲细丝实验性地创造了这样一个引力模拟物，我们的测量结果证明了光子的自发发射，证实了理论预测。
2010-09-23 astro-ph.CO gr-qc physics.optics
Conversion of recoilless gamma-radiation into a periodic sequence of ultrashort pulses in a set of dispersive and absorptive resonant media
最近证明了一种有效的技术，用于经由其通过光学厚的振动共振吸收体的传输来产生无反冲伽马辐射的超短脉冲的周期性序列[Nature，508，80（2014）]。在这项工作中，我们扩展的理论分析的情况下，一组多个吸收器。我们考虑一个分析模型，描述了频率调制的伽马辐射的光谱内容的控制，通过选择性校正的振幅和初始相位的一些光谱分量，分别使用，共振吸收或色散的核。在解析解的基础上，我们确定了所提出的技术的最终可能性。
2015-01-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
