Event-based simulation of light propagation in lossless dielectric media
我们描述了一种基于事件的方法来模拟电磁平面波通过电介质的传播。基本构建块是能够模拟平面界面的确定性学习机。我们表明,网络的两个这样的机器可以模拟光通过一个平面平行板的传播。通过适当选择参数,该设置可以用作分束器。通过从平面平行板构造马赫-曾德尔干涉仪来说明模拟方法的模块化,整个系统再现波动理论的结果。基于事件的平面平行板模型的推广也被用来模拟周期性分层介质。
2010-12-11 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Light propagation in inhomogeneous media, coupled quantum harmonic oscillators and phase transitions
这一贡献有两个主要目的。首先,我们展示了如何使用经典光学模型的两个耦合的量子谐振子和两个相互作用的量子场。其次,我们使用量子力学技术来解决,确切地说,光通过一个特定类型的渐变折射率介质的传播。同时,我们证明了系统存在相变。
2019-05-16 physics.optics quant-ph
Light propagation beyond the mean-field theory of standard optics
随着大规模计算机集群的出现,我们现在可以通过基本精确的数值模拟来研究光在稠密的冷原子气体中的传播。我们报告之间的直接比较传统的光学,也就是说,电动力学的极化介质,和数值模拟的光传播通过一个平板的物质的基本问题。标准光学器件在相当低的原子密度下已经失效,并且当平均原子间间隔减小到大约$k^{-1}$时,失效变得显著,其中$k$是共振光的波数。两种解之间的差异源于光介导的偶极-偶极相互作用引起的原子之间的相关性。
2016-01-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.comp-ph
Adiabatic light propagation in nonlinear waveguide couplers with longitudinally varying detunings via resonance-locked inverse engineering
提出基于STIRAP的共振锁定逆工程方法,利用纵向变化失谐动态抑制非线性导致的非绝热振荡,实现光的完全转移、分束与返回。
2023-01-14 physics.optics quant-ph
Jet evolution in a quantum computer: quark and gluon dynamics
Universidade do Minho(米尼奥大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所)
针对喷注与夸克-胶子等离子体的量子特性,本研究开发量子模拟算法模拟SU(3)部分子在夸克-胶子等离子体中的传播,验证了算法结果与解析基线计算一致,为喷注淬火的量子计算研究奠定先导基础。
2025-11-19 hep-ex hep-ph quant-ph
Influence of relaxation on propagation, storage and retrieving of light pulses in electromagnetically induced transparency medium
通过求解麦克斯韦方程组和密度矩阵方程组的非绝热一阶自洽方程组,得到了探测脉冲传输的解析解。分析了有效蓄光的条件。得到了光传输距离的必要条件。
2005-04-01 quant-ph
Experimental studies of light propagation and storage
本文报道了在不同脉冲宽度、不同磁场和不同原子密度条件下,两种不同同位素的光脉冲在Rb原子蒸气中的传播和存储的实验研究。并与以往的研究结果进行了分析和比较。
2004-10-20 quant-ph
Slow light propagation in trapped atomic quantum gases
研究了半经典慢光在囚禁二能级原子量子气体中的传输。在局域密度近似下,比较了低温玻色、费米和玻尔兹曼气体的群速度和透射率随温度的变化规律.
2001-04-04 quant-ph
Quantum Computing Perspective for Electromagnetic Wave Propagation in Cold Magnetized Plasmas
该研究针对经典麦克斯韦方程组离散方法不适用于量子计算的问题,构建了冷磁化等离子体中麦克斯韦方程组的量子薛定谔表示,开发了量子比特晶格算法(QLA),并通过经典模拟验证了其有效性。
2023-11-29 physics.plasm-ph quant-ph
A Knob for Changing Light Propagation from Subluminal to Superluminal
我们展示了如何应用一个耦合场连接两个较低的亚稳态的双稳态系统可以产生各种新的结果对弱电磁脉冲的传播。原则上,光的传播可以从亚光速变为超光速。负群指数是由反常色散和磁化率增益区域引起的。
2001-06-19 quant-ph
Light propagation through nanophotonics wormholes
我们考虑光沿着一个三维纳米光子结构的空间形状的时空包含一个可穿越的虫洞的传播。我们表明,波的传播时,沿这个弯曲的空间经历显着的相速度和群速度的变化。这个实验可以用最先进的纳米光子学技术来实现。
2018-11-30 gr-qc quant-ph
Quantum light propagation in longitudinally inhomogeneous media as a spatial Lewis-Ermakov physical invariance
研究了光的量子态在纵向可分离非均匀介质中的传播。用通常的量子化方法,这种介质将导致量子噪声压缩的非物理结果。这个问题是解决了广义正则变换的一个共同运动的框架。在这些变换下,传播的生成器是一个物理的Lewis-Ermakov不变量在空间中被量子化,因此,与实验一致的传播子。最后,我们表明,在这些介质中的传播所产生的净效应是量子古伊的相位与量子干涉测量中的应用。
2015-06-29 quant-ph
Absorption free superluminal light propagation in a three level pump-probe system
研究了三能级抽运-探测原子系统中弱探测光场的色散和吸收特性。结果表明,色散斜率随相干或间接非相干泵浦光强度的变化而从正变到负。结果表明,在该系统中出现了无吸收的超光速光传播。
2007-11-21 quant-ph
Gain-assisted superluminal light propagation via incoherent pump field
研究了三能级原子系统中弱探测场的色散和吸收特性。我们只用一个非相干场来控制光的群速度。结果表明,色散斜率随间接非相干泵浦光强度的变化而由正变负。在该系统中出现了增益辅助的超光速光传播。在泵浦过程中不使用激光场。
2008-08-03 quant-ph
Transverse localization and slow propagation of light
研究了有限控制光束对电磁感应透明介质中慢光传输横向空间分布的影响。我们得到了一个普遍的判据,并证明了探测信号场负失谐时存在一组定域的定态横模。每一个无衍射横模都有自己的特征群速度,比不考虑横向空间效应的传统理论结果要小。
2005-05-25 quant-ph
Propagation of coupled dark-state polaritons and storage of light in a tripod medium
本文采用三脚架能级方案研究了原子介质中的慢光传输。我们表明,两种类型的暗态极化激元的共存导致的传播动力学,这是定性不同的$Λ$ -介质中,因此允许非常有效的转换信号光子到自旋激发。即使对于很长的信号光脉冲,这种效率也非常接近于1,这在控制场的强度相当的情况下不能完全压缩到λ介质中。
2017-01-13 quant-ph
Simulating plasma wave propagation on a superconducting quantum chip
Rigetti Computing(瑞吉蒂计算);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室);University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校)
本文通过超导量子芯片演示线性等离子体波传播,利用本地自旋模型实现高效模拟,为研究非线性量子动力学等复杂现象提供新途径。
2026-03-01 physics.plasm-ph quant-ph
Floquet engineering of localized propagation of light in waveguide array
光在波导阵列或光子晶格中的传播已经成为控制光和模拟经典系统量子行为的理想平台。本文研究光在耦合波导阵列中的传播,其中一个波导的几何结构或折射率被周期性调制。在Floquet理论的框架内,有趣的是发现只要在Floquet本征值谱的带隙区域内形成束缚准稳态模,光在调制波导中就表现出局域传播。这一机制为通过设计周期性结构形成束缚模来限制光场提供了有益的指导。它也是开放量子系统中通过时间周期驱动控制退相干的经典模拟。
2018-02-05 quant-ph
Comment on "Gain-assisted Superluminal Light Propagation"
Wang、Kuzmich和Dogariu在他们2000年7月20日发表于《自然》杂志的文章中描述了一个实验,表面上是通过在泵浦介质中经历异常色散的光脉冲的几个百分比的时间偏移来测量310 c的超光速。这篇论文似乎已经成为超光速传说的一部分,经常被引用为超光速的一个深刻的例子。我们仔细研究了这篇文章,发现了需要解决的严重缺陷。
2002-09-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Light propagation in chiral media
讨论了光在手征介质中的传播。推导了探测脉冲在手征介质中传播的波动方程,并利用慢变包络近似在傅立叶空间中解析求解。我们的分析揭示了不同的介质响应系数对传播动力学的影响。将这些结果应用到一个具体的示例系统中,我们表明,手性相互作用已经成为重要的实验参数范围内的稀蒸汽。的手征性呈现的传播动力学敏感的相位的应用领域,我们表明,这种相位依赖性使一个控制脉冲的演变过程中,通过介质的传播。我们的研究结果表明,磁场分量的探测光束可以至关重要地影响系统的动力学,即使它耦合到介质只有微弱的。
2009-06-29 quant-ph
Light propagation and atom interferometry in gravity and dilaton fields
暗物质或违反爱因斯坦等效原理会影响原子的运动、它们的内部状态以及电磁场,从而在原子探测器的信号中产生签名。为了模拟这种新的物理,我们引入了光子场,并研究了光脉冲原子干涉仪中用于操纵原子的光的修改传播。它们的干涉信号主要是由物质与引力和引力子的耦合决定的。即使电磁场对相位有贡献,也不能观察到额外的依赖于声子的效应。然而,光在引力中的传播是通过修改的动量传递和有限的速度进入的。为了说明,我们讨论了不同的原子干涉设置,包括梯度计,等效原理测试,和暗物质检测从光传播和光子的影响。
2022-05-02 gr-qc quant-ph
Superluminal light propagation via quantum interference in decay channels
我们研究了弱探测光通过相干驱动的$Y$型系统的传输。在激发态原子能级以相同的真空模式衰减的条件下,考虑了衰减通道中的量子干涉效应。结果表明,在两个增益峰之间存在一个无损耗的反常色散。我们证明了探测脉冲的传播原则上可以从亚光速切换到超光速,由于衰变引起的干扰。我们还表明,该系统具有较高的折射率与驱动场的吸收可以忽略不计。描述了原子与光相互作用的缀饰态图像,解释了数值结果。
2016-10-08 quant-ph
Mixed Quantum-Classical Dynamics for Near Term Quantum Computers
针对近期量子计算机上较少探索的混合量子-经典动力学,提出量子与经典子系统耦合的模块化算法,并在改进型 Shin-Metiu 模型上验证其短时长时演化效果。
2023-08-21 physics.chem-ph quant-ph
Absorption-free superluminal light propagation in a V-type system
研究了V型三能级原子系统中弱探测场的色散和吸收特性。利用间接非相干泵浦场,研究了在强相干泵浦场作用下,原子介质中上能级的布居对光学性质的影响。结果表明,只要改变相干或间接非相干泵浦光的强度,色散斜率就会由正变负。结果表明,在该系统中出现了无吸收的亚光速和超光速光传播。
2010-05-19 quant-ph
Electromagnetically induced transparency and nonlinear pulse propagation in a combined tripod and $Λ$ atom-light coupling scheme
本文研究了探测脉冲在三脚架和λ原子-光耦合系统($Λ$)中的传输。该方案涉及三个原子基态和两个激发态通过五个光场耦合。结果表明,暗态可以形成这样的原子-光耦合。这对于电磁感应透明(EIT)和慢光的形成至关重要。在极限情况下,该方案简化为分别提供EIT或吸收的常规$Λ$或$N$型原子-光耦合。因此,通过改变控制激光的振幅或相位,原子系统可以经历从EIT到吸收的转变。随后,该方案被用来分析非线性脉冲传输的耦合麦克斯韦-布洛赫方程。结果表明,在这样的五能级三脚架-$Λ$原子系统中,可以产生稳定的慢光孤子。
2017-11-29 quant-ph
On the optical nonreciprocity and slow light propagation in coupled spinning optomechanical resonators
研究了泵浦探测驱动的自旋光机械环形谐振腔串联耦合结构的光传输特性。在对任意数量的谐振器进行稳态分析后,作为一个例子,我们详细讨论了两个谐振器的问题。其中,我们专注于如何改变由于相同或相反的谐振器的自旋方向的光学Sagnac效应可以导致增强,非互易和延迟的探测光传输。这一工作有助于设计基于自旋自由度的新型量子网络和量子通信技术中的光传输控制器件。
2018-10-08 quant-ph
Light-Cone Structure of Propagation of Entanglement
University of Toronto(多伦多大学)
针对具有局域耦合的双粒子系统,证明纠缠传播存在有效光锥,给出理想条件下纠缠传输或维持所需时间下界。
2026-06-09 math-ph math.FA math.MP
Simulating quantum light propagation through atomic ensembles using matrix product states
将量子光与物质结合的一种有效方法是通过原子系综传播光。最近,出现了一些这样的接口,最突出的里德堡合奏,使传播光子之间的强非线性相互作用。一个很大程度上开放的问题是,这些系统是否会产生奇异的多体光态,开发新的工具来研究大光子数限制下的传播是非常可取的。在这里,我们提供了一种基于“自旋模型”的方法,该模型将准一维(1D)光传播映射到开放的1D相互作用自旋系统的动力学,其中所有光子相关性都是从自旋中获得的。自旋动力学反过来又用矩阵乘积态工具箱数值求解。我们应用这种形式主义来研究真空诱导透明,其中脉冲的不同光子数分量以依赖于数量的群速度传播并在输出处分离。
2017-11-23 quant-ph
Distinguishing between evidence and its explanations in the steering of atomic clocks
量子理论反映了证据与解释的分离。这种分离导致了一个已知的证明:(1)没有波函数可以通过证据唯一地确定,(2)任何选择的波函数都需要超出逻辑的猜测,以达到不可预见的事情。选定的波函数被编码到计算机介导的反馈中,这对原子钟至关重要,包括使计算机通过其计算阶段的时钟和太空飞行器中的时钟,这些时钟提供了用度规张量场时空假设解释的信号传播的证据。从一台计算机到另一台计算机的逻辑符号的传播需要一种共享的节奏-就像一个水桶队。在这里,我们将展示如何假设的度量张量,依赖于猜测,参加逻辑同步时钟的速率和位置转向瞄准点,满足相位约束,从而连接物理信号传播与计算机之间的逻辑符号的共享。认识到符号到达的相位依赖于对信号传播的猜测,将逻辑同步从数字通信工程转移到物理学的一个重要学科。在这一学科中,我们开始探索在任何时间概念下看不见的问题,这种时间概念不承认不可预见的事件。特别是,时空曲率的变化,以限制逻辑通信的比特率。
2014-07-30 gr-qc quant-ph
Propagation of Light in an Ensemble of "3+1"-Level Atoms
研究了量子探测光在“3+1”能级原子系综中的传播,当原子与另外两个经典控制场耦合时,系统的量子探测光在其中的传播特性。首先,我们通过原子集体激发的动力学代数方法计算了三光子共振情况下探测光在这种原子介质中的色散特性,如极化率和群速度。然后计算了两个经典控制光场对原子跃迁失谐量相同和失谐量不同情况下探测光的色散。我们的结果表明,在这两种情况下,电磁感应透明的现象可以发生。特别是在第二种情况下,我们可以找到两个透明窗口的探测光。
2005-03-11 quant-ph
Light propagation in a random three-dimensional ensemble of point scatterers in a waveguide: size-dependent switching between diffuse radiation transfer and Anderson localization of light
光在波导中共振原子无序系综中的输运对波导截面的大小非常敏感。基于将原子视为相干辐射偶极子的自洽量子微观模型,我们证明了辐射传输的性质从单模波导中的安德森局域化转变为多模波导中的传统扩散传输.此外,透射率的大小经历复杂的阶梯状依赖于波导的横向尺寸。
2021-05-04 physics.atom-ph quant-ph
Transient dynamics of light propagation in EIT medium and hidden symmetry of multi-bit quantum memory
研究了光探测场在由多个$Λ$型三能级原子组成的介质中传输的瞬态现象或性质。我们观察到一个隐藏的对称性,并通过光谱生成方法获得光传播问题的精确解。这一解决方案启发我们提出一种实用的协议来实现对晶体中量子退相干鲁棒的量子存储器。作为一个瞬态动力学过程,该解还表明了一个奇异的结果,即一个光的波包将分裂成三个以不同群速度传播的波包。在同一系统中可以同时观测到“超光速群速度”和“亚光速群速度”。这一有趣的现象有望在实验中得到证实。
2003-06-25 quant-ph
Propagation of entangled light pulses through dispersive and absorbing channels
利用最近获得的量子态变换结果[Phys.Rev.A59,4716(1999)],研究了初始纠缠光脉冲通过色散和吸收四端口器件后的变化.计算了基于冯诺伊曼熵的量子关联的保真度和指数。研究了它们对脉冲形状和四端口器件参数的依赖关系。结果表明,由于色散和吸收的量子关联大幅减少大的初始纠缠。
2001-01-18 quant-ph
Propagation of light polarization in a birefringent medium: Exact analytic models
驱动之间的类比的相干激发的两个状态的量子系统和扭矩运动方程,我们提出了精确的解析解不同的模型在双折射介质中的偏振操纵。这些模型包括一维模型、Landau-Zener模型和Demkov-Kunike模型。我们还给出了一个例子,通过适当的剪裁双折射矢量的偏振鲁棒,宽带操纵。
2011-02-07 math-ph math.MP physics.atom-ph
Pauli Error Propagation-Based Gate Reschedulingfor Quantum Circuit Error Mitigation
在噪声量子计算机上运行的噪声中间尺度量子(NISQ)算法应该仔细设计,以提高输出状态的保真度。虽然已经提出了几种编译方法来最大限度地减少电路错误,但它们通常会忽略不影响电路深度或门数的详细电路结构信息。在量子门的错误率存在空间变化的情况下,调整电路结构可以在减轻错误方面发挥主要作用。在本文中,我们利用门重排的自由度的基础上的交换规则,显示门错误传播路径的影响的输出状态的保真度的量子线路,提出先进的预测技术,以项目的成功率的电路,并开发一个新的编译阶段后量子线路映射,以提高其可靠性。我们提出的方法已被验证使用各种量子线路与不同的成功指标,这是在IBM量子计算机上执行。我们的研究结果表明,重新调度量子门的错误传播路径的基础上,可以显着提高的量子线路的保真度在可变的门错误率的存在。
2022-01-31 cs.ET quant-ph