Photon echo with a few photons in two-level atoms
为了在单光子水平上存储和检索信号,各种光子回波方案采取了复杂的准备步骤,涉及多能级原子中的辅助搁置态。这是第一次,我们在实验上证明了光子回波操作在这样一个低的信号强度,没有任何准备步骤,这使我们能够与仅仅两个能级原子。这种简化的方法依赖于所谓的“无声回声复兴”(ROSE)方案。通过使原子返回到回波发射之前的基态来获得低噪声条件。在本文中,我们在光子计数条件下管理ROSE,表明非常强的控制场可以与极弱的信号兼容,使ROSE符合量子存储器的要求。
2014-03-25 quant-ph
Coherent control of collective atom phase for ultralong, inversion-free photon echoes
为了克服传统光子回波中π光脉冲引起的布居数反转和光衰减引起的短存储时间的基本限制,研究了无反转、光衰减停止的光子回波中集体原子的相干控制,其中光子存储时间的约束现在被自旋布居数衰减过程取代。利用相位控制的双重定相,获得了无反转光子回波方案,其中不存在自发或受激发射驱动的量子噪声。因此,本方法可以应用于长距离量子通信的量子中继器中的超长量子存储器。
2011-10-16 quant-ph
On-demand control of photon echoes far exceeding the spin coherence constraint via coherence swapping between optical and spin transitions
在传统的受激(三脉冲)光子回波中,利用按需相干转换,在掺稀土Pr ~(3+)的Y_2SiO_5中观察到了超长、超高效的光子存储,存储时间延长了几个数量级,恢复效率提高了50倍。与应用于双脉冲光子回波的相同方法进行重定相停止相比,在受激光子回波中使用光谱光栅提供了光学和自旋状态之间的相位无关的相干转换。最终实现了一个超长的自旋布居衰变相关的光子存储协议,通过应用光学锁定的光谱光栅在传统的受激光子回波。目前在光子存储时间和检索效率方面的突破为利用量子中继器进行长距离量子通信打开了大门。
2010-10-23 quant-ph
On the impossibility of faithfully storing single-photons with the three-pulse photon echo
三脉冲光子回波是一种在非均匀加宽的原子系综中存储强光脉冲的众所周知的技术。该协议是有吸引力的,因为它是相对简单的,它是非常适合于多个时间模式的存储。此外,它提供了非常长的存储时间,大于相位弛豫时间。在这里,我们认为三脉冲光子回波在两个和三个级别的系统作为一个潜在的技术在单光子水平的光存储。通过显式计算,我们表明,对应于一个单光子输入的回波信号和噪声之间的比值小于1。这严重限制了量子态存储的可实现保真度,使得三脉冲光子回波不适合单光子量子存储器。
2010-02-26 quant-ph
Light-shift modulated photon-echo
我们表明,AC斯塔克位移(光移)是一个强大的和通用的工具来控制光存储的背景下的光子回波的发射。作为一个证明的原则,我们表明,光子回波效率可以完全调制通过施加光移控制脉冲在掺铒固体。回波发射的控制归因于由光移光束引起的空间梯度。
2015-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Photon Echoes Produced by Switching Electric Fields
我们通过控制Eu $^{3+}$:Y $_{2}$ SiO $_{5}$中$^{3+}$ $^{7}$ F $_{0}\leftrightarrow^{5}$ D $_{0}$光学跃迁的非均匀展宽,证明了Eu $^{3+}$:Y $_{2}$ SiO $_{5}$中的光子回波.该跃迁具有线性斯塔克位移,我们通过施加外部电场梯度诱导非均匀加宽。在光激发之后,反转场的极性使系综重新相位化,导致光子回波。这是第一次演示这样的光子回波和它的应用作为量子存储器进行了讨论。
2005-11-25 quant-ph
The Possibilities of the Quantum Memory Realization for Short Pulses of Light in the Photon Echo Technique
分析了光子回波技术中记录、存储和重建短单光子波包的可能性。从理论上研究了光子场和介质参数对光子量子态重构质量和精度的影响。
2002-10-23 quant-ph
Understanding of collective atom phase control in modified photon echoes for a near perfect, storage time extended quantum memory
通过求解麦克斯韦-布洛赫方程组,在三能级系统中分析了一个近似完美的、存储时间扩展的基于光子回波的量子存储协议。后向光子回波方案与经由控制拉比触发到第三状态的受控相干转换过程相结合,其中控制拉比触发共同地使系综相干的相位移位。光子回波的传播方向由数据(量子)和控制(经典)脉冲之间的相位匹配条件相干地确定。本文讨论了在三能级系统的单重相位光子回波和双重相位光子回波方案中,通过控制控制脉冲,量子态的相位和传播方向的经典可控性。与二能级光子回波的应用相比,三能级系统的Maxwell-Bloch方程在与任意控制脉冲区域相互作用时,其相位变化有一个严格的限制。
2017-04-15 quant-ph
Photon echo using imperfect X-ray pulse with phase fluctuation
本文研究了自由电子X射线激光脉冲间相位起伏对光子回波光谱信号的影响。以二能级原子为研究对象,考虑了双脉冲回波模型。从数值和解析两个方面研究了随机相位涨落的涨落幅度和相关强度的影响。我们证明了随机相位效应只影响光子回波的幅度,而不改变恢复时间。这种随机相位导致不同测量之间的光子回波信号中的恢复幅度的波动。本文给出了测量相干时间保留的一般方法,即对不同重复信号进行平均。
2018-04-19 quant-ph
Photon echo in ring cavity: pulse area approach
本文发展了光子回波脉冲面积方法,用于描述环形腔中原子系综的主回波和多脉冲回波产生,预测回波幅度和产生机制,并分析实现条件,为量子存储协议提供解析工具。
2023-01-24 quant-ph
The Theory of Three-level Photon Echo Using of Rotating Wave Approximation
在不同的文献中,用旋波近似描述了三能级光子回波,但都没有得到场的频率对系统基态频率的影响。在这项工作中,我们研究了一个Lambda型系统的理论和数值模拟。通过考虑环境中的多普勒效应,得到了不同的回波信号偏振态和强度方程。
2022-09-25 quant-ph
Fidelity of an optical memory based on stimulated photon echoes
我们研究了在基于受激光子回波的光存储器中,在存储和检索过程中编码到光脉冲的相对相位和幅度中的信息的保存。通过在电信波长处干涉在Ti内扩散的单模掺铒LiNbO $_{3}$波导结构中产生的光子回波,我们发现,只要数据脉冲序列与原子退相干时间相比较短,原子介质中的退相干仅转化为信息的损失(而不是退化)。实验测得干扰回波的可见度接近100%。除了预期的三脉冲光子回波干扰,我们还观察到由于四脉冲光子回波的干扰。我们的研究结果对于未来的长距离量子通信协议特别感兴趣,该协议依赖于光和原子之间高保真的量子态的可逆转移。
2006-09-26 quant-ph
Photon-Echo Quantum Memory
远距离量子通信的未来依赖于量子存储器的可用性,即允许临时存储量子信息的设备。本文综述了在稀土离子掺杂晶体和玻璃中基于光子回波方法的量子态存储的研究进展。
2008-10-01 quant-ph
Observations of photon echo enhancement in an ultraslow light regime
在稀固体介质中使用基于光谱烧孔的超低群速度,我们报告增强的光子回波效率比在非慢光制度高三个数量级。这种增强是由于在超低光区增强的光子-原子相互作用导致的光学数据脉冲的吸收呈指数增加,而回波重吸收由于群速度相关的粒子数耗尽而小得可以忽略不计。
2011-03-01 physics.optics quant-ph
Molecular photon echoes as a signature of vibrational cat states
两个不同的振动轨迹之间的量子干涉诱导的两个脉冲飞秒激发分子中的光子回波的结果,提供了直接的证据的猫态叠加的高斯振动波包。
2000-07-28 quant-ph
Photonic Loschmidt echo in binary waveguide lattices
时间反演是经典物理和量子物理不同领域中最令人感兴趣但又最难以捉摸的波动现象之一。时间反演原则上需要翻转系统的哈密顿量的符号,导致初始状态的恢复(Loschirton echo)。在这里,它表明,可以观察到的光子的Loschirm回波的光学设置,而不诉诸反转的哈密顿量。我们考虑光子在一个二元波导晶格中的传播,并表明,通过交换两个子晶格后,一定的传播距离,可以观察到一个Loschillo回波。在一维和二维波导晶格中给出了单光子和NOON态的Loschirm回波的例子。
2017-06-28 physics.optics quant-ph
Photon Echo Quantum Memory for Arbitrary Non-Stationary Light Fields
提出了一种基于可控可逆非均匀展宽(CRIB)光密介质中三脉冲光子回波(PE)的光量子存储协议的理论。检索的光子回波场的波函数导出明确作为一个任意输入数据光场的函数。讨论了基于所述量子存储器的时间仓量子比特状态的存储和检索,并且示出了存储器允许使用短光脉冲测量不平衡干涉仪中的路径长度差。
2006-10-04 quant-ph
Precision spectral manipulation of optical pulses using a coherent photon echo memory
光子回波方案是高效率相干光存储器的优秀候选方案。它们能够进行高带宽的多脉冲存储、脉冲重排序,并且在理论上已被证明与量子信息应用兼容。一种特定的光子回波方案是梯度回波存储器(GEM)。在该系统中,在光传播方向上诱导原子频率梯度,导致光谱沿着存储介质的长度的傅立叶分解。这种傅立叶编码允许对存储的光进行精确的光谱操作。在这封信中,我们展示了使用GEM的光脉冲的频移、光谱压缩、光谱分裂和精细色散控制。
2010-03-25 quant-ph
Phase Locked Photon Echoes for Extended Storage Time
我们报告了一个量子光存储时间延长的近完美光子回波协议,通过一个辅助的自旋状态,相位锁定的方法作为一个有条件的停止器的重定相过程,从而延长存储时间所确定的自旋退相过程。近乎完美的检索效率归功于相位共轭方案,该方案在处理量子图像时提供了像差校正的重要好处。
2009-12-07 quant-ph
All-optical photon echo and memory on a chip
我们证明了光子回波可以通过全光学手段,使用一个阵列的芯片上的高精细环形腔,其参数啁啾的方式,以支持等距光谱的腔模式。当发射到这样的系统中时,经典或量子光信号-甚至是单光子场-在各个腔之间分布,在明确定义的延迟时间内产生显著的相干回波复兴,由腔参数的啁啾控制。这种效应使得高吞吐量宽带光延迟和量子存储器的存储时间长。
2017-04-21 quant-ph
Elimination of Noise in Optically Rephased Photon Echoes
光子回波是操纵电磁场的基本工具。在这个过程中,由于强的重定相脉冲而产生不均匀的自发发射噪声,这限制了可实现的信噪比,并且代表了它们在量子机制中的应用的基本障碍。在这里,我们提出了一个无噪声光子回波协议的基础上的四能级原子系统。我们在Eu ~(3+):Y_2SiO_5 ~(b)晶体中实现了该协议,并将其用作光量子存储器。对于用单光子级相干脉冲编码的时间仓量子比特,获得了0.952的存储保真度,这远远超过了使用经典的测量和准备策略所能达到的最大保真度。在这项工作中,所展示的无噪声光子回波量子存储器具有自旋波存储,易于操作和高存储保真度,这应该很容易扩展到其他物理系统。
2021-07-21 quant-ph
Photon echo without a free induction decay in a double-Lambda system
我们描述了一种新的光子回波脉冲序列的双$Λ$型能级系统的输入和重定相跃迁是不同的应用$π$脉冲。我们表明,尽管有不完善的$π$ -脉冲(与大的相干发射由于自由感应衰减),增加的噪声仅为0.019 $\pm$ 0.001相对于散粒噪声的频谱模式的回波。在“重定相放大自发发射”(RASE)方案\cite{Ledingham2010}中使用该回波脉冲序列将允许产生与任何明亮驱动场处于不同频率、时间和潜在空间模式的纠缠光子对。在Pr:YSO晶体中表征了该序列的相干性和效率特性。
2011-02-16 quant-ph
Nonclassical photon-pair source based on noiseless photon echo
提出一种基于稀土离子掺杂晶体中无噪声光子回波的类DLCZ方案,通过直接光学重相位产生可控延迟的相关光子对,可用于建立光子与自旋波激发间的长寿命量子关联。
2023-04-26 quant-ph
New Kind of Echo from Quantum Black Holes
我们提出,一个量子黑洞可以产生一种新的晚时引力回波,由一个类似于凝聚态系统中的Andreev反射的近视界过程促进。在传统的回声的情况下,近地平线区域被视为一个普通的反射器相比,我们认为,由于近地平线的引力散射,这个区域是更好地描述了Andreev反射器。这种相互作用导致了一种新的贡献,引力回波的特征相位差,这是类似于安德烈耶夫反射如何导致传播粒子和孔状组件与相对相位在某些凝聚态物质的情况下。此外,这种对回波信号的新贡献编码了关于“近视界量子态”的信息,因此提供了一个可能的新窗口来探测黑洞的量子性质。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Phase Locked Photon Echoes for Near-Perfect Retrieval Efficiency and Extended Storage Time
光在原子集体系综中的量子存储在量子信息处理中起着重要的作用。量子存储器由量子中继器和量子纠缠交换组成,是近年来研究的热点。传统的光子回波受到光学相位衰减过程限制的极低的检索效率和短的存储时间的限制。在这里,我们报告了一个存储时间延长的近完美的光子回波协议,通过一个辅助的自旋状态,相位锁定方法作为一个有条件的停止器的重定相过程中的存储时间延长的自旋移相过程中确定的。我们实验证明了拟议的相位锁定光子回波协议在Pr3+掺杂Y2SiO5在准相位共轭计划,其中相位共轭提供了重要的好处,处理量子图像时的像差校正。
2009-11-22 quant-ph
Towards broadband AFC photon echo quantum memory
研究了用于实现宽带窄谱线光子回波量子存储器的非均匀加宽原子跃迁中窄谱线周期结构(AFC-结构)的最佳光谱设计,研究了不同原子介质光谱参数对AFC-回波恢复中负色散效应抑制的影响.已经为所创建的AFC结构构建了指定的光谱量子效率的地图,其特征在于不同的光谱设计,精细度和光学深度。在分析的基础上,讨论了高效宽带AFC协议实验实现的可能途径。
2017-12-11 quant-ph
Photon echoes in optically dense media
共振介质中的相干非线性多脉冲过程、非线性波和回波效应是现代光学的热点问题,也是相干光谱学和量子信息科学的重要工具。我们推广的McCall-Hahn面积定理的形成过程中产生的任意光子回波的光密共振介质的多脉冲激发。该定理揭示了双脉冲激发后介质中光子回波信号产生和演化的非线性机制。我们发现,一系列的自我复苏的回波信号的总面积为$2π$或$0π$被激发和传播的介质深度,每个脉冲具有一个单独的面积小于$π$。由此产生的回波脉冲训练是一个新的替代著名的孤子或呼吸。开发的脉冲面积方法为更精确的相干光谱学、不同光子回波信号的研究以及光学致密介质中光脉冲的量子控制铺平了道路。
2019-11-21 physics.optics quant-ph
Photon echo quantum memory with complete use of natural inhomogeneous broadening
本文提出一种新型原子重定相主动机制,可在任意初始非均匀展宽下完美恢复存储光场,并利用所有共振原子最大化光学深度,为高效光子回波量子存储器的实际实现开辟了广阔道路。
2010-11-10 quant-ph
Photon-echo-based quantum memory for optical squeezed states
有效实现光压缩态的存储和读出是连续变量量子信息处理的关键。本文研究了基于混合光子回波重定相(HYPER)的原子中传输光压缩态的量子存储(QM)。光学量子态被记录在原子系综的基态的两个子能级中,实现长寿命量子力学。考虑到原子衰变的噪声效应,我们的估计表明,用目前可用的技术,可以获得大于经典保真度阈值81.5%的高纯度。我们的工作为实现高效、可靠的基于光子回波的压缩光存储提供了一定的实际指导。
2014-03-17 quant-ph
All-Electromagnetic Control of Broadband Quantum Excitations Using Gradient Photon Echoes
研究了$\varLambda$型三能级系统与双激光场相互作用中的宽带量子回波效应。受新兴的核量子光学领域的启发,该领域通常处理非常窄的共振,我们考虑宽带探测脉冲耦合到系统中存在的非均匀控制场。我们表明,这样的设置提供了一个全电磁场的解决方案,以实现高带宽的光子回波,这是很容易控制,存储和形状在很短的时间尺度上,因此可能会加快未来的光子信息处理。讨论了回波信号的时间压缩和量子存储器的可能应用。
2014-09-22 physics.atom-ph quant-ph
Efficient multi-mode quantum memory based on photon echo in optimal QED cavity
本文提出在最优QED腔中利用多原子系综实现多模光子回波量子存储,解析给出效率可达100%的条件,并通过数值估算验证了其高效性。
2010-04-08 quant-ph
Analysis of Controlled Photon Storage Time Using Phase Locking by Atomic Population Transfer
分析了非均匀展宽光学介质中原子布居数的转移,研究了原子频率梳(AFC)和相位锁定回波中按需光子存储时间的控制。AFC的光子存储机制属于常规的三脉冲光子回波,而存储时间控制受常规的双脉冲光子回波的限制。
2010-04-06 quant-ph
Photon Echo in Uniaxially Stressed Germanium with Antimony Donors
Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院微观物理研究所);Budker Institute of Nuclear Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院西伯利亚分校布德克核物理研究所);Novosibirsk National Research State University(新西伯利亚国立研究大学);FELIX Laboratory, Radboud University(拉德堡德大学FELIX实验室);Leibniz-Institut für Kristallzüchtung(莱布尼茨晶体生长研究所)
研究在单轴应力锗中通过锑供体实现光 echo 的观测,利用谷分裂效应增强相干时间。
2025-12-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Temporal compression of quantum information-carrying photons using a photon-echo quantum memory approach
本文研究利用光子回波量子存储技术对携带量子信息的光脉冲进行时间压缩与解压缩,证明读取效率可达1且量子信息不受扰动,为未来量子通信网络提高量子比特速率和带宽匹配提供新思路。
2010-04-10 quant-ph
Adiabatic passage in photon-echo quantum memories
基于光子回波的量子存储器使用非均匀加宽的光学厚的吸收体集合来存储弱光信号,并采用各种协议来使原子相干性重新相位以用于信息检索。我们研究了两个连续的,频率啁啾的控制脉冲的相干重定相在一个合奏与“自然”的非均匀加宽的应用。尽管传播效应使两个控制脉冲产生不同的扭曲,但驱动绝热通道的啁啾脉冲可以使光学厚存储介质中的原子相干性重新定相。与空间相位失配技术相结合以防止初级回波发射,相干光可以围绕基态重新定相以实现具有接近单位效率的次级回波发射。与使用$π$脉冲的类似方案相比,潜在的优点包括更大的潜在信号保真度、由于自发发射而降低的噪声以及更好的多存储器通道的存储能力。
2013-11-05 quant-ph
Photon echo quantum memories in inhomogeneously broadened two level atoms
在这里,我们提出了一种固态量子存储器,不需要光谱烧孔,而是使用像传统的光子回波技术的强重定相脉冲。存储器使用外部加宽场来减小光学深度,从而在需要时关闭集体原子-光相互作用。所提出的存储器应该允许在更宽范围的材料系统中以合理的效率操作,例如在1.5 μ m处具有跃迁的Er 3+掺杂晶体。我们提出的分析理论支持的数值计算和初步实验。
2011-07-26 quant-ph
Impulsively Excited Gravitational Quantum States: Echoes and Time-resolved Spectroscopy
我们从理论上研究了一个脉冲激发的量子弹跳器(QB)-一个粒子在重力存在的情况下从表面反弹。一对时间延迟的脉冲激励示出诱导波包回波效应-出现在脉冲之间的延迟的两倍的QB波函数的部分重新定相。此外,一个适当选择的可观察的[在这里,人口的地面引力量子态(GQS)]记录为延迟的函数,包含GQS之间的跃迁频率,他们的人口,和部分相位信息的波包量子振幅。波包回波效应是精确研究封闭引力阱中超冷中子、原子和反原子的GQS的一种很有前途的候选方法。
2020-09-24 hep-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Photon echo signature of vibrational cat states created by femtosecond excitation of molecules
一对相干飞秒脉冲激发作用于具有强电子-声子耦合的分子,在相干跃迁的激发态和基态的振动态中产生一个低动量波包和一个高动量波包的相干叠加.随着激发态进一步加速,高动量基态贡献和低动量激发态贡献之间的干涉引起光子回波。这种光子回波是分离的振动轨迹之间量子干涉的直接结果,因此可以提供分子振动的非经典性质的实验证据。
2001-01-19 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
State transformation in photon-echo quantum memory
量子存储器是量子中继器和线性光量子计算机的关键器件。除了存储器之外,中继器和计算机还需要借助于酉变换来操纵量子态,这通常使用干涉光学设置来实现。实验研究了光子回波型原子-光相互作用,探讨了将存储与控制量子态转换相结合的可能性。作为一个例子,我们展示了明确的状态歧视的量子位和量子位在Ti:Er:LiNbO $_3$波导冷却到3 K使用状态编码成大的合奏相同的准备光子叠加不同的时间模式。我们的方法具有很高的鲁棒性和灵活性,使其有望用于量子通信和计算以及精确测量。
2009-10-14 quant-ph
Why the two-pulse photon echo is not a good quantum memory protocol
在本文中,我们认为双脉冲光子回波序列作为一个潜在的量子光存储协议。人们普遍认为,双脉冲方案应导致非常低的效率,因此与该特定应用无关。我们通过使用Tm ${}^{3+}$:YAG晶体的实验表明,这样的协议相反是非常有效的,甚至太有效,被认为是一个很好的量子存储协议。我们的实验工作使我们能够一方面指出这种方案的真正局限性,另一方面指出它的好处,这可以成为灵感的来源,以构思更有前途的程序与稀土离子掺杂晶体。
2008-10-03 quant-ph
Pulse area theorem in a single mode waveguide and its application to photon echo and optical memory in Tm3+:Y3Al5O12
该研究推导了单模波导中光与二能级原子系综作用的脉冲面积定理,将其推广至光子回波与量子存储场景,并首次在Tm³⁺:Y₃Al₅O₁₂激光直写单模波导中实现ROSE协议,实验结果与理论吻合。
2023-04-08 physics.optics quant-ph
Superhyperfine induced photon-echo collapse of erbium in Y$_2$SiO$_5$
利用光子回波技术研究了低磁场下Er $^{3+}$在Y $_2$ SiO $_5$中的退相干。我们准确地再现了各种衰减曲线与一个独特的相干时间,通过考虑所谓的superhyperfine调制引起的大量相邻的自旋。不需要调用自旋涨落的任何特征时间来再现非常不同的衰变曲线。当磁场降低时,所涉及的原子核的数量增加。实验进行了比较与模型相关联的100个周围的离子与他们的确切位置在晶体框架。我们还推导出一个近似的球模型(角平均)来解释所观察到的衰减曲线接近零场的主要特征。
2020-08-26 quant-ph
Spectroscopic investigations of a Ti:Tm:LiNbO3 waveguide for photon-echo quantum memory
本文报道了Ti $^{4+}$:Tm $^{3+}$:LiNbO $_3$光波导在光子回波量子存储器中的应用。特别是,我们通过吸收,光谱烧孔,光子回波和斯塔克光谱研究了室温和低温性能。我们发现$^3$ H $_4$和$^3$ F $_4$能级的辐射寿命分别为82 ms和2.4 ms,并且从$^3$ H $_{4}$到$^3$ F $_4$能级的分支比为44%。我们还测量了$^3$ H $_6\leftrightarrow{}^3$ H $_4$,795 nm波长跃迁的光学相干时间为1.6 $μ$ s,并研究了光谱扩散对光谱烧孔的限制。在施加几百高斯的磁场后,我们观察到了持续存在的光谱空穴,寿命可达几秒钟。此外,我们测量了25 kHz $\cdot$ cm/V的线性斯塔克位移。我们的结果是有希望的集成,电光,光子的波导量子存储器。
2009-11-25 physics.optics quant-ph
Photon echo quantum RAM integration in quantum computer
本文分析了在量子电动力学腔中,基于原子共振系综的多量子比特回波量子存储器与量子计算机的有效集成。在这里,一个原子系综与可控的非均匀加宽被用于量子存储器节点和其他原子系综的特征在于均匀加宽的谐振线被用作处理节点。我们已经找到了针对该分析的物理方案修改的多量子比特量子存储器的有效集成的最佳条件,并且我们已经确定了自时间模式的指定形状,该自时间模式提供了量子存储器节点和任意处理节点之间的光子量子比特的完美可逆传输。这些结果为利用高效的多比特量子存储器实现全尺寸固态量子计算开辟了道路。
2012-01-21 quant-ph
Quantum memory protocol in QED cavity based on Photon echo
提出了一种基于多原子系统与腔场光模共振相互作用的光量子存储新方案。量子存储器是使用共振原子跃迁的非均匀加宽的可控反转和与相邻原子跃迁共振的附加短2激光脉冲的碰撞相互作用(应要求)来实现的。我们证明了量子存储协议对于任意存储时间都是有效的,并且可以用于场-原子演化中的瞬态纠缠态的新量子操纵。预测了光场的快速吸收和发射效应。
2006-10-04 quant-ph
Echo protocols of an optical quantum memory
本文基于新解析结果分析了光子回波量子存储协议,重点研究光谱色散与非线性相互作用的影响,利用光子回波面积定理推导出描述弱强信号脉冲存储的闭式解析解,明确了实现高效率的条件,并探讨了其在量子中继器中的应用潜力。
2024-10-02 quant-ph
Collective photon echoes in the Tavis-Cummings model: distribution independence, two detuning regimes, and the Dicke ladder
Retired, Lomita, California, USA
本研究基于Tavis-Cummings模型精确解,揭示集体光子回波的分布无关性、两种失谐机制与Dicke梯相关特性,并验证现有超导硬件可观测小N下的回波现象。
2026-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Explaining the observed long coherence effects by 2D photon echo experiments in photosynthetic EET : Two-Component Phonon Spectrum model
本研究提出双组分声子谱(TCPS)随机模型,将声子自由度分为系统组分和随机组分分别处理,成功解释了光合激发能量传输实验中约600飞秒的长相干效应。
2011-12-16 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Exact solution of gradient echo memory and analytical treatment of gradient frequency comb
梯度回波存储器(GEM)利用光子回波机制,高效、逼真地存储和提取光子波包。它是量子存储应用的重要技术。通过打破梯度吸收结构的连续性,该方案成为梯度频率梳(GFC),它是GEM和原子频率梳(AFC)的混合。为了阐明梯度回波的非平凡场-原子演化,我们导出了在任意光学厚度介质中,具有任意线性跃迁频率梯度的梯度回波的精确解析解,并讨论了其物理过程.在此基础上,我们进一步提出并分析了两种类型的GFC,一种是具有阶梯梯度的GFC,另一种是具有间断梯度的GFC。
2016-02-16 quant-ph
Stark Echo Modulation for Quantum Memories
用于光学和微波光子的量子存储器在量子处理和通信中提供关键功能。在这里,我们提出了一个协议,以及适合于固态集成为基础的存储器耦合到腔。它被称为斯塔克回声调制存储器(SEMM),并允许大的存储带宽和低噪声。这是通过线性斯塔克效应以类似回波的序列与由小电场引起的相移相结合来实现的。我们研究了稀土核自旋的协议,并发现了与单光子水平操作兼容的不需要的集体发射的高度抑制。宽带存储连同高保真度的斯塔克检索过程中也被证明。SEMM可用于将光学或微波光子存储在离子和/或自旋中。这包括金刚石和稀土掺杂晶体中的NV中心,它们是最有前途的固态量子存储器。
2016-02-01 quant-ph
Gaussian pulse-induced imperfect rephasing in coherent transients
双重相位光子回波(DRPE)方案本质上满足量子存储应用的无粒子数反转条件,而由此产生的吸收相干性禁止回波辐射出介质。为了解决DRPE方案中的吸收回波问题,提出并讨论了一种受控双重定相回波协议,用于集体原子相位控制。然而,在DRPE方案中,典型的高斯光可能导致不完美的重新定相过程,导致光子回波的部分发射。在这里,单独的系综原子的重定相过程进行了彻底的调查,讨论不允许的回波观测DRPE计划,其最大效率高达26%的振幅。
2017-05-07 quant-ph
Revival of Silenced Echo and Quantum Memory for Light
我们提出了一个原始的量子存储协议。它属于重定相过程,与双脉冲光子回波密切相关。众所周知,由重定相脉冲产生的强粒子数反转阻止了普通双脉冲光子回波用作量子存储方案。实际上,增益和自发发射产生禁止噪声。第二个$π$脉冲可用于同时反转原子相位并使原子回到基态。然后,从非反转介质辐射二次回波,避免增益和自发发射噪声的污染。然而,必须消除主回波,以便保留辅助信号的所有信息。在目前的工作中,空间相位失配被用来沉默的标准双脉冲回波。提出了一个实验演示。
2011-04-26 quant-ph
Photon-echo synchronization and quantum state transfer in short quantum links
Instituto de Física Fundamental, IFF-CSIC(基础物理研究所);Quantum Advanced Research Center (QuARC-CSIC)(量子先进研究中心)
研究短量子链中光子回声同步机制,通过延迟微分方程框架揭示发射器自同步的Rabi振荡,实现高效量子态传输,展示在超强耦合条件下真空Rabi分裂和准暗态结构的优化性能。
2026-10-14 quant-ph
Enhancement of femtosecond photon echo signals from an inhomogeneously broadened InAs quantum dot ensemble using chirped pulses
Keio University(庆应义塾大学);Center for Spintronics Research Network, Keio University(庆应义塾大学自旋电子学研究网络中心);National Institute of Information and Communications Technology(信息通信研究机构)
本文实验演示了利用啁啾脉冲实现绝热快速通过增强的飞秒光子回波,在InAs量子点系综中实现3.2倍回波效率提升,为太赫兹超快光通信提供稳健方案。
2025-10-24 physics.optics quant-ph