Effect of electron-electron interactions on the propagation of ultrashort voltage pulses in a Mach-Zehnder interferometer
Université Grenoble Alpes, CEA, Grenoble INP, IRIG, PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、格勒诺布尔理工学院、IRIG、PHELIQS）；Université Grenoble Alpes, CNRS Grenoble, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心格勒诺布尔分部、格勒诺布尔理工学院、内尔研究所）
本文研究了电子-电子相互作用对马赫-曾德干涉仪中超短电压脉冲传播的影响，发现相互作用主要导致脉冲速度重整化，且干涉效应对相互作用具有鲁棒性。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Noncontextual versus contextual interferometry
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；Linköping University（林雪平大学）
本文通过量子模拟逻辑扩展展示了单粒子干涉现象可通过经典方式重现，并指出Hofmann三路径干涉仪因违反Kochen-Specker不等式而具有量子本质。
2026-01-19 physics.hist-ph physics.optics quant-ph
Quantum soliton generation using an interferometer
首次提出了一种实现宏观量子光孤子的方法。利用孤子在干涉仪中的传输，预言了光子数和动量同时压缩。从锁模激光器中提取出比相干孤子更接近真实量子孤子的孤子脉冲是可能的。此外，它也是一种将非孤子脉冲的光子数波动降低到散粒噪声水平以下的通用方法。可以预见，当存在自相互作用非线性时，对于其他形式的干涉玻色子场，例如相互作用的超冷原子，粒子涨落也会发生类似的减少。
1999-04-28 quant-ph
Measuring Which-Path Information with Coupled Electronic Mach-Zehnder Interferometers
我们从理论上研究了一个广义的“哪条路径”的测量上的电子马赫-曾德尔干涉仪（MZI）通过库仑耦合到第二个电子MZI作为一个检测器。上下文值或广义本征值的使用使得能够精确构造对于来自可用漏极电流的任何测量强度有效的哪个路径算子平均值。上下文值的形式提供了关于正在执行的测量的直接物理洞察，提供了关于系统和检测器之间的相关强度、测量效率低下以及适当的背景去除的信息。我们发现，检测器干涉仪必须显示最大的类波行为，以最佳测量系统干涉仪中的类粒子的路径信息，证明系统和检测器之间的波粒互补性。我们还发现，量子擦除的程度，可以通过调节一个特定的检测器漏直接相关的测量的模糊性。最后，使用零频率互相关在特定系统漏极上调节哪个路径的平均值会产生条件平均值，由于量子干涉，这些条件平均值会变得非常大;这些条件平均值的弱耦合极限可以产生弱值和依赖于检测器的半弱值。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
The probability of an encounter of photons in nested and double-nested Mach-Zehnder interferometers
我们提出的理论工作的结果，讨论了电磁波通过嵌套马赫-曾德尔干涉仪使用经典光学和标准量子理论的传播。我们表明，一些看似令人惊讶的效果乍一看，这往往是在文献中使用的两个状态矢量形式主义（TSVF）解释，是破坏性或建设性的干涉的直接后果，因此没有必要的非常规的TSVF制定。我们表明，来自TSVF中使用的弱值的光子检测的概率可以被解释为两个相反的光子通量遇到的概率。
2019-07-17 quant-ph
Mach-Zehnder interferometer with quantum beamsplitters
一维波导使得单个两级发射器能够路由单个光子的传播，以提供量子镜或量子分束器。本文提出了一种由两个量子分束器组成的全量子马赫-曾德尔干涉仪（QMZ）。我们从理论上展示了由于光子发射器失调和脉冲光谱线宽而导致的QMZ非线性如何有助于该器件相对于经典分束器场景的多功能性。我们采用量子动力学的框架来获得的光电探测概率的解析表达式，并证明，在单色制度，与转移矩阵的方法的等价性。
2019-02-26 quant-ph
Phase Estimation with Non-Unitary Interferometers: Information as a Metric
考虑到在实际实验中的三个非理想方面：非确定性的状态准备，非幺正态演化由于在状态传播过程中的损失，和不完善的状态检测，在一个臂的量子干涉仪的相位进行了讨论。考虑到这三个非理想方面的测量结果的概率的一般表达式被写入。作为应用形式主义的一个例子，经典的Fisher信息和保真度（相位和测量之间的香农互信息）计算的几个光子Fock和N 00 N状态输入到有损马赫-曾德尔干涉仪。这三个非理想方面导致相位估计的定性差异，例如保真度和取决于相位的真实值的Fisher信息的降低。
2011-03-02 quant-ph
Interactions in Quantum Networks with Pulse Propagation Delays
Aarhus University（奥胡斯大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本文提出了一种理论方法，用于考虑量子网络中脉冲传播延迟对Ramsey激发的影响，避免了对完整场模式连续谱的量化。
2025-06-11 quant-ph
Characterization of non-classical particle propagation using superpositions of position and momentum
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）
研究通过Sagnac干涉仪生成位置和动量叠加的光子，利用不同测量设置获取横向分布，展示干涉效应如何导致位置和动量的局部化，并违反牛顿第一定律。
2026-06-29 quant-ph
Quantum Dynamical Simulation of a Transversal Stern--Gerlach Interferometer
最初设想作为一个gedanken实验，一个设备组成的两个斯特恩-格拉赫仪器加入在一个倒置的方式触及的基本问题的可逆性演化的量子力学。理论分析表明，将两个部分梁结合起来需要极高的实验控制水平，这使得原始形式的建议在实践中无法实现。在这项工作中，我们重新审视上述问题的数值研究有关的可能性部分光束复合的自旋相干的方式。利用波传播的Suzuki-Trotter数值方法和可配置的、无近似的磁场，在理想条件下对横向Stern-Gerlach干涉仪进行了模拟。这一结果证实了长期以来理论分析所暗示的：即使假设相关的磁场和光束得到了完美的控制，横向Stern-Gerlach干涉仪量子动力学也是基本上不可逆的。
2021-07-01 physics.comp-ph quant-ph
Jones-matrix analysis of phase accumulation in a linear-optical multi-pass interferometer
Oregon State University（俄勒冈州立大学）
通过琼斯矩阵形式化分析多通光子方案，揭示超分辨率的物理起源为偏振态在庞加莱球上的相干旋转，并验证了经典波实现与Fisher信息标度行为。
2026-06-15 quant-ph
Non-local double-path Casimir phase in atom interferometers
本文提出了一种原子干涉仪的量子开放系统理论，它是在一个由理想导体束缚的量子化电磁场中演化的。我们的处理揭示了物质波传播的一个前所未有的功能，即非本地双路相位相干的外观。这种非局域相位是由量子化电磁场和内部原子自由度的粗粒化引起的，产生了在相关量子偶极子和场涨落存在下运动的原子波的非哈密顿演化。我们开发了这个阶段的图解解释，并估计它的现实实验参数。
2013-04-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
An Operator Analysis of Contextuality Witness Measurements for Multimode-Entangled Single Neutron Interferometry
我们发展了一个基于算符的描述两种类型的多模纠缠单中子量子光学器件：沃拉斯顿棱镜和射频自旋翻转器在倾斜磁场梯度。这种处理类似于量子光学中使用的方法，并且便于分析某些类型的中子干涉仪中的量子上下文测量。我们描述操作的方式多模纠缠单中子状态在这些设备中的发展，并提供表达式的相关运营商描述的动态，在中子状态空间的限制，其中近似的有限张量积的可区分的子系统。我们设计了纠缠中子干涉仪来测量Clauser，Horne，Shimony和Holt以及Mermin不等式的纠缠证人，并将理论预测与最近的实验结果进行了比较。我们提出了这些表达式的泛化$n$纠缠可区分的子系统，这可能成为相关的在未来，如果它成为可能添加中子轨道角动量的实验访问列表的纠缠模式。我们认为这项工作是一个必要的第一步，从强纠缠物质的纠缠中子散射的理论描述，我们解释了为什么它应该是可能的，制定一个有用的推广通常的范霍夫线性响应理论这种情况下。我们还简要介绍了一些其他的科学扩展和应用，可以受益于干涉测量使用这种分析所描述的单中子多模纠缠的类型。
2019-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Hermitian-enhanced quantum sensing in an optical interferometer
Key Laboratory of Quantum Materials and Devices of Ministry of Education, School of Physics, Southeast University（东南大学物理学院量子材料与器件教育部重点实验室）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）；Center for Quantum Sciences and School of Physics, Northeast Normal University（东北师范大学物理学院量子科学中心）；Center for Advanced Optoelectronic Functional Materials Research, and Key Laboratory for UV-Emitting Materials and Technology of Ministry of Education, Northeast Normal University（东北师范大学紫外发光材料及技术教育部重点实验室先进光电功能材料研究中心）
研究利用线性光学平台，通过非厄米可观测量实现量子参数估计，将参数编码在单光子态并用萨格纳克干涉仪读出，观察到相比厄米可观测量误差传播方差减小，为非厄米可观测量读出提供实验途径并阐明其意义。
2026-07-28 quant-ph
Local description of the Aharonov-Bohm effect with a quantum electromagnetic field
在桑托斯和戈扎洛的开创性作品[Europhys. lett. $\mathbf{45}$，418（1999）]和Marletto和Vedral [Phys.Rev.Lett. $\mathbf{125}$，040401（2020）]，示出了Aharonov-Bohm效应如何可以被描述为螺线管和量子带电粒子之间的虚拟光子沿着其通过干涉仪的传播的交换的结果，其中粒子和螺线管都与量子电磁场局部地相互作用。这种相互作用的结果在一个本地和规范无关的相位产生的粒子传播在每个路径的干涉仪。在这里，我们通过使用洛伦兹规范中的量子电动力学形式主义来改进所引用的处理方法，对于相互作用和虚纵向光子的存在，具有明显的规范无关的哈密顿量。只有通过这种更完整和与规范无关的处理，才有可能证明具有任意几何形状的干涉仪所获得的相位是合理的，这是我们处理的优点。我们还将结果扩展到Aharonov-Bohm效应的电子版本。最后，我们提出了一个实验，可以测试的Aharonov-Bohm相位生成的本地性。
2021-02-04 hep-th quant-ph
Electrodynamic Aharonov-Bohm effect
本研究提出一种电动力学AB效应方案，在无包围磁通量、粒子受电磁场可忽略的条件下仍产生非零AB相位差，并通过时空拓扑分析证明其仍具拓扑性质，拓展了对AB效应本质的认知。
2023-12-07 quant-ph
Modeling Quantum Enhanced Sensing on a Quantum Computer
量子计算机允许直接模拟现代干涉测量实验中使用的量子干涉和纠缠，其应用范围从生物传感到引力波探测。受激光干涉引力波天文台（LIGO）量子传感最新发展的启发，在这里，我们提出了两个量子线路模型，展示了量子力学和纠缠在现代精密传感器中的作用。我们在IBM量子处理器上实现了这些量子线路，使用单个量子比特来表示通过LIGO干涉仪的独立光子，并使用两个纠缠量子比特来说明LIGO通过使用非经典光态实现的灵敏度提高。单量子位干涉仪说明了独立光子测量中的投影噪声如何对应于标准量子极限下的相位灵敏度。在实际的量子计算机上，当存在技术噪声时，该干涉仪的灵敏度达到了标准量子极限以上的11%.双量子比特干涉仪演示了纠缠如何绕过量子散粒噪声的限制，实现了低于标准量子极限17\%的相位灵敏度。这些实验说明了量子力学在像LIGO这样的平台上创造精确测量新记录方面所发挥的作用。这些实验是广泛可访问的，远程可执行的活动，非常适合向本科生介绍量子计算，误差传播和真实量子硬件上的量子传感。
2022-09-16 physics.ed-ph quant-ph
Hong-Ou-Mandel Interference with a Single Atom
Hong-Ou-Mandel（HOM）效应被广泛认为是光学中典型的量子干涉现象。在这项工作中，我们研究如何非线性可以涂抹统计光子聚束在HOM干涉仪。我们模型的非线性和平衡分束器与一个单一的两个级别的系统，并计算在这种几何形状中产生的反聚束的有限概率。因此，我们认为，这种非线性的存在会降低在标准的HOM设置的可见性，在许多实验中观察到的HOM可见性的减少提供了一些解释。我们使用相同的模型表明，非线性影响共振双光子传播通过一个两级杂质在波导中由于“弱光子封锁”所造成的不可能的双重占用，并认为这种影响可能是更强的多光子传播。
2015-09-24 quant-ph
Quantum-Enhanced Phase Estimation with Photon-Added Even and Odd Coherent States in an SU(1,1) Interferometer
University of Ibn Tofail（伊本·图费勒大学）；Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（阿卜杜斯·萨拉姆理论物理国际中心）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所）
该研究在SU(1,1)干涉仪中以增光子偶、奇相干态为输入资源，证实增光子操作可提升相位灵敏度、超越标准量子极限并趋近海森堡标度，且m增大时奇偶态性能差异减弱。
2026-09-04 physics.optics quant-ph
Interferometers as Probes of Planckian Quantum Geometry
本文提出了一个大质量物体位置理论，它导致了在普朗克尺度下可观测的几何量子行为$t_P$。在平坦时空中，经典世界线的坐标由普朗克非对易算符在不同方向上的位置描述，如与零波的相互作用所定义的。由此产生的二维位置波函数的演化显示了一种新的横向位置的方向相干量子噪声。通过将二维类空表面上位置波函数的自由度数与相同面积的黑洞事件视界的熵密度相等，在没有参数的情况下，用物理单位来预测这种效应的幅度。在一个区域的大小$L$，效果类似于空间和方向相干随机横向剪切变形的时间尺度$\approx L/c$与典型的振幅$\approx \sqrt{ct_PL}$。这种量子几何的“全息噪声”在位置上不能描述为量子化度规的波动，也不能描述为量子场中的任何波动、色散或传播效应。在迈克耳孙干涉仪中，这种效应表现为噪声，类似于分束器的随机普朗克行走，持续时间长达光的交叉时间。推导了干涉仪中的信号谱和关联函数，并预测其灵敏度与当前和计划中的实验相当。提出了在实验室尺度上的近共置的迈克耳孙干涉仪，在高频下互相关，可以用现有技术检验普朗克噪声预测。
2012-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Sagnac interferometry with a single atomic clock
从理论上讨论了冷原子Sagnac干涉仪的实现。与现有的方案相比，我们的协议不依赖于任何原子的自由传播。相反，它是基于完全限制的原子和状态相关的运输沿一个封闭的path.Using拉姆齐序列的原子钟，积累的Sagnac相位编码在两个内部（时钟）状态之间的人口不平衡。使用上述协议的极小模型，我们分析量化的限制所产生的原子动力学和有限的温度。我们讨论了一个实际实施的绝热射频电位的干涉仪，固有的强大的共模噪声以及相位噪声从参考振荡器。
2015-04-21 physics.atom-ph quant-ph
Noisy effects in interferometric quantum gravity tests
量子增强计量学正在将干涉仪的灵敏度提高到非凡的水平，直到有人提出用台式实验来测量量子引力理论预测的普朗克尺度效应。在涉及多光子干涉仪的装置中，如用于测量所谓的全息波动的装置，纠缠提供了灵敏度的实质性改进。然而，纠缠是一种脆弱的资源，可能会受到退相干现象的威胁。我们分析了如何噪声效应所产生的弱耦合到外部环境或从修改的正则交换关系在光子传播可能会影响这种纠缠增强增益的灵敏度。
2017-11-07 gr-qc hep-th quant-ph
Spin-Orbital Textures and Interferometers by Nanoscale Geometric Design of Quantum Rings with Orbital Rashba Coupling
我们推导出一个有效的连续介质模型来描述电子在弹道一维弯曲纳米结构中的传播，该纳米结构的特点是由于具有$d-$轨道对称性的局域电子态、原子自旋-轨道耦合和轨道Rashba耦合而引起的自旋-轨道自由度的强烈相互作用.我们演示了如何一个平面的不均匀的空间曲率的纳米通道可以产生通过循环上相应的布洛赫球表示的自旋和轨道纹理。特别是，我们采用了典型的情况下，一个椭圆形的量子环，以探讨在低能量的电子输运的几何形状的作用。我们发现，在这个政权的自旋和轨道纹理表现出相等的绕组周围的径向或面外方向。值得注意的是，自旋和轨道绕组不仅可以通过修改纳米级形状来调整，就像自旋Rashba效应一样，还可以通过电子门控改变电子密度。我们表明，纹理的存在与图案的几何Aharonov-Anandan阶段内的量子环内的一个周期中获得。此外，不同于单带Rashba耦合纳米环，电导的操纵可以通过电子密度变化来实现，并且间接地通过反转不对称相互作用的强度的变化来实现。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Unveiling contextual realities by microscopically entangling a neutron
开发新的质量测量能力往往是重大科学和技术进步的先决条件。现代探针技术在揭示物质微观结构方面取得的巨大进步，从根本上说，是因为我们控制了量子力学的两个定义性特征：物理性质的离散性和干涉现象。例如，磁共振成像利用质子具有自旋的事实，可以吸收光子的频率取决于介质，以成像生命系统的解剖学和生理学。散射技术，其中光子，电子，质子或中子被用作探针，利用量子干涉直接成像单个原子的空间位置，它们的磁结构，甚至揭示它们伴随的动力学相关性。到目前为止，这些探测器都没有利用量子世界的一个独特特性：纠缠。在这里，我们介绍了一个全新的量子探针，纠缠中子束，其中单个中子可以在自旋，轨迹和能量上纠缠。它的可调纠缠长度从纳米到微米，能量差从peV到neV，将使新的研究微观磁相关系统具有强烈的纠缠相，如那些被认为是出现在非常规超导体。我们开发了一个干涉仪，以证明纠缠的中子束的这些可区分的属性，通过观察明确违反Clauser-Horne-Shimony-Holt和Mermin上下文不等式在同一实验装置。我们的工作开辟了一条通往未来物质中纠缠中子散射时代的道路。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electronic entanglement via quantum Hall interferometry in analogy to an optical method
我们提出了一个在量子霍尔系统中利用电子-空穴对隧穿辐射产生轨道纠缠的干涉方案。所提出的设置是Cabello等人提出的光学干涉仪的电子版本。102，040401（2009）]，并且利用现有技术是可行的。它需要单通道传播和单一的主要来源。我们讨论了纠缠的产生和它的检测违反一个贝尔不等式。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spectrally enhanced gravitational redshift signals in photonic interferometry
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Palacký University（帕拉茨基大学）；CNR - Istituto Nazionale di Ottica (CNR-INO)（国家研究委员会光学研究所）；LENS - European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy（欧洲非线性光谱学实验室）；Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学）；Universität Stuttgart（斯图加特大学）
本文提出将光子干涉仪臂耦合到超窄原子跃迁光学散射体的光谱增强策略，可在厘米级高度差下产生显著引力红移信号，为桌面光学检验量子力学与广义相对论的相互作用提供了可行途径。
2026-10-14 gr-qc quant-ph
