Engineering Entangled Schrodinger Cat States of Separated Cavity Modes in Cavity-QED
本研究提出双腔非共振相互作用方案，通过依次送入三个原子并结合条件测量，生成八种纠缠薛定谔猫态，明确了纠缠调控参数区间，并验证了腔态Wigner函数的类罗盘态干涉特性。
2024-03-07 quant-ph
Engineering spectrally unentangled photon pairs from nonlinear microring resonators through pump manipulation
集成量子光子学的未来在很大程度上依赖于设计精细方法来制备实现各种量子协议所需的量子态的能力。这种状态的一个重要例子是量子相关光子对，它可以有效地产生使用集成微谐振腔结构中的自发非线性过程。在这项工作中，我们提出了一种方法，从一个标准的微波共振器产生光谱非纠缠光子对。该方法利用主泵浦脉冲和延迟的次泵浦脉冲之间的干涉来有效地增加腔内的泵浦谱宽。这使得能够在芯片上产生状态纯度超过99%的预示单光子，而无需光谱滤波。
2017-11-07 quant-ph
Ultra-broadband SPDC for spectrally far separated photon pairs
在非线性晶体中通过自发参量下转换（SPDC）产生光子对对于广泛的量子光学实验是重要的，光谱特性（例如它们的带宽）通常是至关重要的关注点。在这里，我们显示了准相位匹配的KTP，MgO：LN和LiNbO 3晶体，导致超宽带，广泛的非简并光子对特定的相位匹配条件的一般存在。它基于群速度匹配的、相距较远的波长对的存在，并且对于2 mm长的晶体，导致光子对的SPDC带宽在15和25 THz（FWHM）之间，其中闲频光子在技术相关的中红外范围3-5 μm内，信号光子在NIR中低于1100 nm。我们实验证明了这种类型的宽带相位匹配在ppKTP晶体的光子对中心在800 nm和3800 nm，并测量带宽为15太赫兹。这种产生宽带光子对的新方法将非常有利于基于SPDC的成像、光谱学、折射测量和具有未检测到的中红外光子的OCT。
2019-08-01 physics.optics quant-ph
Generation of N-atom W-class states in spatially separated cavities
我们提出了一个在空间分离腔中不使用任何经典驱动脉冲而产生$N$原子$W$类态的可行而有效的方案。我们采用的模型中，不同的原子之间的耦合只介导的虚激发的腔场和光纤，所以该方案是不敏感的腔衰减和光纤光子泄漏。我们在无退相干子空间中进行了理论研究，并对原子自发发射以及腔模和光纤模的衰减引起的退相干进行了数值计算。在原子-腔大失谐区，理论和数值结果一致。我们的方案被证明是有用的可扩展的分布式量子网络。
2013-06-18 quant-ph
Broadband Spectrally Correlated Light - Properties, Sources and Applications (Ph.D Thesis)
在经典和量子力学框架下对宽带下转换光的相干特性进行了理论和实验研究。宽带下转换光虽然是单光子非相干噪声，但具有独特的双光子相干性。因此，为了执行双光子过程，经下转换的光在一些方面等效于相干超短脉冲，而在其它方面等效于相干CW激光辐射。这种等效性是在理论上建立和实验证明，在经典的，高功率政权。利用多光子相干性的两个应用程序，然后详细描述，一个用于光扩频通信和其他子衍射极限光刻。本研究的一个关键部分是设计和实现一个高效的源，产生高功率的宽带下变频腔。腔中的宽带振荡由非常类似于超短脉冲激光源的被动锁模的机制来确保，我们称之为成对锁模，从而将超短脉冲的等效性也扩展到光产生源。最后，通过在纠缠光子对的低功率水平上进行双光子过程（和频产生），对宽带下转换的量子力学性质进行了实验研究。光的非经典性质由非线性过程的线性强度依赖性表示。时间整形与飞秒分辨率的纠缠光子对证明使用这种非线性相互作用。
2005-12-16 quant-ph
Unconditional two-mode squeezing of separated atomic ensembles
我们提出了一个方案，无条件制备的双模压缩态的有效玻色子模式实现在一对原子系综集体相互作用的光学腔和激光场。该方案利用稳定原子基态之间的拉曼跃迁，并在理想条件下产生稳态的纯纠缠态。该方案适用于限制在一个单一的腔和合奏限制在单独的，级联的腔。
2006-02-08 quant-ph
Optically addressing single rare-earth ions in a nanophotonic cavity
我们演示了光谱分辨单一钕稀土离子在钒酸钇光学探测。离子耦合到一个光子晶体谐振器，并显示出强烈的增强的光发射率通过Purcell效应，导致近辐射限制的单光子发射。测得的高耦合之间的一个单光子和离子的合作允许观察相干光拉比振荡。这可以使光学控制的自旋量子比特，量子逻辑门和自旋光子接口成为未来的量子网络。
2019-01-13 quant-ph
Programmable cavity-enhanced telecom quantum memory in thin-film lithium niobate
Nanjing University（南京大学）
本文提出一种基于薄膜铌酸锂的可编程腔增强量子存储器，实现了高效的电信频段存储与快速光谱控制，展示了高对比度原子频梳的制备及量子纠缠验证。
2026-07-16 physics.optics quant-ph
Modulation of entanglement between two oscillators separated in space with an optical parametric amplifier
我们提出了一种利用光学参量放大器产生的压缩腔场来调制空间分离的两个振子之间的纠缠的方案，而不是利用库仑相互作用直接注入压缩腔场.我们证明了振子间的库仑相互作用是纠缠存在的根本原因。由于光参量放大器的增益和驱动光参量放大器的泵浦光的相位可以同时调制压缩腔场，从而调制了腔场与振荡器之间的辐射压相互作用。我们发现，辐射压相互作用和库仑相互作用同时作用于振子时，这两种相互作用之间存在着竞争效应。因此，在库仑相互作用的辅助下，可以实现对纠缠的调制。数值模拟结果表明，在实验可行的范围内，与已有的方案相比，该方案对环境温度具有更强的鲁棒性。
2016-06-29 quant-ph
Frequency cavity pulling induced by a single semiconductor quantum dot
本文研究了在弱耦合条件下，确定性耦合到受限光模的单个半导体量子点的发光特性。当改变发射器和腔之间的光谱失谐时，腔模发射的强拉、加宽和变窄被证明。理论上考虑了量子点跃迁的声子辅助发射。这些观察突出了一个新的情况腔量子电动力学涉及光谱宽发射器。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipative preparation of entangled states between two spatially separated nitrogen-vacancy centers
提出了一种利用两个回音壁模（WGM）微谐振腔产生两个空间分离的氮空位（NV）中心纠缠态的新方案，这两个微谐振腔既可以通过锥形光纤波导耦合，也可以通过WGM的倏逝场耦合.我们发现，两个NV中心的稳态可以通过耗散量子动力学过程转向类单态，其中腔衰减起着积极的作用，可以帮助驱动系统到目标状态。该协议为利用这种固态腔量子电动力学系统进行量子通信和计算开辟了广阔的前景。
2012-04-04 quant-ph
A route to observing ponderomotive entanglement with optically trapped mirrors
两个失谐激光束的辐射压力可以创建一个稳定的陷阱悬腔镜，在这里，它示出了这样的配置纠缠的输出光场通过与镜子的相互作用。在腔内，光机械系统也可以变得纠缠。纠缠度的量化频谱使用对数负。纠缠生存在实验上可达到的制度克级质量的热噪声在室温下。
2008-03-27 quant-ph
Non-Local Quantum Gates: a Cavity-Quantum-Electro-Dynamics implementation
与大型量子寄存器管理相关的问题可以在分布式量子计算的背景下处理：通过执行局部酉变换和交换经典通信来实现空间分离的局部处理器之间的酉非局部变换。在本文中，我们提出了一个通用的非局域量子门，如受控$\gate{NOT}$（$\cnot$）和受控量子相位门（$\gate{CQPG}$）的实现方案。我们所选择的物理实现系统是由两个空间分离的微波腔和两个囚禁的里德伯原子形成的腔量子电动力学（CQED）系统。我们描述了实现执行特定非本地操作所需的每个步骤所需遵循的程序。
2003-02-08 quant-ph
Structured Cavity Quantum Electrodynamics
Sun Yat-sen University（中山大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究半导体腔量子电动力学系统中结构化光与物质相互作用，通过构建特定腔模式，定位量子点并调谐波长，实现了具有自旋锁定手性OAM和可工程化自旋轨道纠缠的腔增强单光子发射，开启新范式推动相关技术发展。
2026-07-24 physics.optics quant-ph
Mesoscopic Cavity Quantum Electrodynamics with Quantum Dots
我们描述了一个电动力学机制的相干，量子力学耦合空间分离的量子点之间的微芯片。该技术基于电子电荷与超导传输线谐振器之间的电容相互作用，与原子腔量子电动力学密切相关。我们研究了这种技术的几个潜在的应用程序，具有不同程度的复杂性。特别是，我们证明，这种机制允许设计和调查的芯片上的双点显微脉泽。此外，相互作用可以扩展到耦合空间上分离的电子自旋状态，同时仅虚拟地填充电荷状态的快速衰减叠加。这代表了有效的、可控的长程相互作用，其可以促进利用电子自旋量子比特的量子信息处理的实现，并且潜在地允许耦合到诸如原子或超导量子比特的其他量子系统。
2003-09-12 quant-ph
Path Complementarity Enables Directional Quantum Light in Hybridized Cavity Polaritons
Guangdong University of Technology（广东工业大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
本文提出路径互补机制，在混合腔极化激元中实现定向量子光，兼顾不对称光子统计与路径相干性，并展示可切换的定向光子阻塞及强路径纠缠。
2026-10-08 quant-ph
Mode Selection in Quantum Nonlinear Optics Using Optical Resonators
本研究提出光学谐振器可作为量子非线性光学的模式选择器，分别在腔增强SPDC中生成光谱无关联光子对、在腔辅助SFG中实现高分辨量子脉冲门，并建立了通用分析框架。
2025-10-01 quant-ph
Programmable all-to-all entangling gates for cavity-coupled atoms
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）
本文设计了一种耦合到光子腔的中性原子间的高保真Mølmer Sørensen型纠缠门，可实现可编程全对全连接，消除原子物理移动需求，抑制运动误差，实验参数下保真度超0.99。
2026-10-16 quant-ph
Direct conversion of a three-atom W state to a Greenberger-Horne-Zeilinger state in spatially separated cavities
Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和W态之间的态转换是一个开放的具有挑战性的问题，因为它们不能通过局域操作和经典通信相互转换。在这里，我们提出了一个腔量子电动力学方法的基础上的空间分离的光学腔，可以转换一个三原子W态到GHZ态的原子所发射的偏振光子的干涉。计算了考虑腔场衰变、原子自发衰变和腔场光子泄漏时，GHZ态转换的成功概率和保真度，表明该方案是可行的，在现有实验技术的范围内.
2016-01-13 quant-ph
A position-momentum EPR state of distantly-separated trapped atoms
我们提出了一个制备一对远距离囚禁原子的位置和动量EPR态的方案。该方案利用非简并光学参量放大器输出的纠缠光场。在腔QED中，这些光场与被囚禁原子的运动态之间的量子态交换是通过相互作用实现的。
1999-07-13 quant-ph
Coherent Coupling of Remote Spin Ensembles via a Cavity Bus
本文报道了在腔量子电动力学系统中两个宏观分离的氮空位电子自旋系综之间的相干耦合。通过观察明亮和黑暗的集体多系综态以及与腔模的耦合强度的增加，在腔透射谱中直接检测到远距离系综之间的相干相互作用。此外，在色散极限下，我们通过虚光子展示了横向系综-系综耦合。
2016-10-25 quant-ph
Photon Antibunching from a Single Quantum Dot-Microcavity System in the Strong Coupling Regime
我们观察到强耦合的单量子点和柱状微腔在共振时发射的光子中存在反聚束现象。当量子点从腔模光谱失谐时，腔发射保持反聚束，并且还与量子点发射相关。通过激发态对选定的量子点进行共振泵浦，消除了通常耦合到腔体的背景发射体，从而实现了这些观察。该器件实现了一个按需单光子源，其Purcell因子为61，量子效率为97%
2007-02-20 quant-ph
Heralded entangled coherent states between spatially separated massive resonators
我们提出了一个实验上可行的方案，在两个相距较远的宏观机械谐振器之间产生预示纠缠。该协议利用了一个混合量子设备，一个量子比特与机械谐振器以及腔模相互作用，为每一方。腔模在分束器上干涉，然后进行适当的预示检测，以1/2的成功概率后选择混合纠缠态。随后，通过对量子比特的局部测量，可以获得机械纠缠相干态。机械纠缠可以通过监测量子比特对的纠缠来进一步验证。该装置被设想为一个测试台，用于感测引力耦合大质量物体的量子动力学引力效应。作为一个具体的例子，我们说明了我们的协议使用当前的电路QED架构的实现。
2016-05-27 quant-ph
Cavity-assisted atomic Raman memories beyond the bad cavity limit: effect of four-wave mixing
量子存储器不仅可以用于量子信息的存储，而且可以用于对量子态的系综的实质性操纵。因此，这种操作的速度以及写入和检索持续时间相对较短的信号的能力变得重要。以前已经考虑了腔增强原子拉曼存储器的效率的限制，其持续时间不大于腔场寿命，即，超过坏腔限制的信号。在这项工作中，我们调查的四波混频噪声，所产生的检索相对较短的信号从腔辅助存储器，从而补充了最近的考虑由其他作者，谁主要集中在大腔衰减率的限制。四波混频噪声通常被认为是一个重要因素，能够阻止在各种原子、固态等实现中实现高存储器质量。边带噪声源（相对于量化信号，由腔支持）在四波混频中起重要作用。我们提出了一种方法，允许一个帐户的边带量子噪声源的不同的物理起源在腔辅助原子存储器使用统一的理论框架，基于一个双波段的光谱滤波的噪声源。我们证明，在这样的光谱选择性存储器的边带原子噪声源基本上有助于四波混频噪声的检索信号上的边带量化场进入腔体的标准。
2018-07-29 quant-ph
Entangling nanomechanical oscillators in a ring cavity by feeding squeezed light
提出了一种将宽带压缩真空光和激光注入到环形腔中，实现两个分离的纳米机械振子纠缠的方案。我们在分辨边带机制下工作。我们发现，为了获得两个振子的最大纠缠，输入光的压缩参数应取1左右。我们报告显着的纠缠在一个非常广泛的功率水平的泵和温度的环境。
2009-10-28 quant-ph
Normal-mode splitting of four-level atom-cavity system under collective strong coupling
研究了与四能级原子耦合的光腔的透射谱。当单个腔模同时耦合三个原子跃迁时，强耦合原子-腔系统中出现了多个简正模分裂峰。我们采用共焦光学腔和冷Rb-85原子系综的腔量子电动力学。在强耦合区，由于冷原子系综对原子-腔耦合强度的集体增强，我们观察到了四个腔传输的简正模分裂峰。实验结果与理论分析一致。强耦合多能级原子-腔系统中的多简正模激发为实现多通道全光器件提供了实际应用。
2019-01-01 quant-ph
Realization of symmetric sharing of entanglement in semiconductor microcrystallites coupled by a cavity field
研究了$N$空间分离半导体微晶系统中激子态的纠缠。不同微晶之间的相互作用是由单模腔场介导的。研究发现，在该系统中，任意一对激子态与由数态（真空态和单激子态）定义的$N$量子比特或相干态（奇相干态和偶相干态）之间的纠缠（用纠缠度来度量）都可以通过腔场来实现.
2002-12-31 quant-ph
Towards a spectrally multiplexed quantum repeater
本文联合实现光谱复用腔增强SPDC源、VIPA频率选择探测与面向Tm3+:LiNbO3量子存储器的光谱滤波，并通过符合测量验证能量相关光子对的量子关联。
2023-12-07 physics.optics quant-ph
Ab initio quantum models for thin-film x-ray cavity QED
我们发展了两种从头计算量子方法来研究具有窄谱X射线共振的薄膜X射线腔量子电动力学，如穆斯堡尔核所提供的。第一种方法是基于腔的少模描述，并促进和扩展现有的唯象少模模型的从头算理论。第二种方法使用分析已知的格林函数来模拟系统。这两种方法不仅使人们能够从头开始推导出有效的几能级方案代表的腔和核在低激发制度，但也提供了一个直接的途径，在较高的激发，涉及非线性或量子现象的研究。我们的方法的从头算特性进一步使腔结构的直接优化，从而使原子核的光子环境，量身定制的有效量子光学级计划对特定的应用。为了说明从头算方法的力量，我们将建立的量子光学模型扩展到任意厚度的谐振腔层，这对于在最近的实验中使用的腔实现定量一致是必不可少的。此外，我们认为多层腔具有电磁感应透明，推导出他们的量子光学少能级系统从头算，并确定在建模中发现以前使用现象学的方法所产生的腔场梯度谐振层的差异的起源。
2020-06-25 quant-ph
Nano Positioning of Single Atoms in a Micro Cavity
单个原子与高精细光学腔的耦合是使用驻波偶极力阱精确控制和调节的，这对强原子-腔耦合是一个挑战。超冷铷原子首先被加载到腔中心的偶极阱的势能极小值中。然后我们把陷阱当作一条传送带，垂直于空腔轴线运动。这使我们能够重复地将原子移出和移回腔模，重新定位精度为135 nm。这使得可以通过腔选择性地寻址一串原子中的一个原子，或者同时将两个精确分离的原子耦合到腔的较高模式。
2005-06-10 quant-ph
Quantization of optical quasinormal modes for spatially separated cavity systems with finite retardation
本文提出基于准正规模式的多腔量子化方案，通过定义定量判据判断独立或联合量子化的适用性，并以介电平板和金属纳米棒二聚体验证，实现用单腔参数高效处理多腔耦合现象。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Generation of three-dimensional entanglement between two spatially separated atoms via shortcuts to adiabatic passage
基于腔量子电子动力学中的Lewis-Riesenfeld不变量方法，提出了一种利用离轴通道的捷径在空间分离的两个腔中产生三维纠缠的方案.通过将Lewis-Riesenfeld不变量与量子Zeno动力学相结合，我们可以产生具有高保真度的两个原子的三维纠缠。数值模拟结果表明，该方案对光子泄漏和原子自发发射引起的退相干具有较好的鲁棒性。
2015-10-21 quant-ph
Giant-Atom-Induced High-Order Output Zeros in a Coupled-Cavity Array
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）
本研究提出利用巨原子与一维耦合腔阵列的双点耦合产生非局域干涉，实现无需异常点的带宽增强相干完美吸收与全带零透射。
2026-09-23 quant-ph
Highly pure single photon emission from spectrally uniform surface-curvature directed mesa top single quantum dot ordered array
实现有序且光谱均匀的单光子源阵列与光操纵元件在可扩展结构中的片上集成是构建单片量子光路（QOC）的核心。我们在这里展示了一个空间有序的5 × 8阵列的表面曲率驱动的台面GaAs（001）/InGaAs/GaAs单量子点（MTSQDs），表现出高纯度（~99%）的单光子发射，从测量的g（2）（0）在9.4K < 0.02推断。偏振无关和偏振分辨的高分辨光致发光（PL）测量结果表明，这些有序且光谱均匀的量子点具有中性激子发射，其本征线宽约为10 ueV，精细结构分裂< 10 ueV，这是量子点在QOC中使用的重要品质因数。研究结果指出，这种基于MTSQD的单光子源阵列作为一个有前途的平台，用于与光操纵单元（连接的谐振腔，波导，分束器等）的片上可扩展集成的高潜力。从而能够构建QOC。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multiatom Greenberger-Horne-Zeilinger states using cavity-induced Rydberg blockade
本文描述了一种在超导共面腔中产生Greenberger-Horne-Zeilinger态的新方法。在该方案中，原子之间通过虚光子交换通过腔模相互作用。这些相互作用导致不对称的里德伯阻断机制，抑制同时激发到不同的原子里德伯能级，从而迫使所有原子占据相同的里德伯态。即使原子之间的距离只有毫米量级，这种机制也会产生影响。原子布居数从基态到纠缠态的转移是通过低耗散率的集体暗态实现的。
2016-11-15 quant-ph
Cavity-enhanced simultaneous dressing of quantum dot exciton and biexciton states
利用光致发光光谱，我们证明了高Q微柱腔中单个半导体量子点的真空-激子和激子-双激子跃迁的同时修整。双激子的共振双光子激发是通过相对于腔模光谱调谐量子点发射来实现的。腔耦合到两个跃迁，并放大同样谐振的连续激光器的拉比频率，从而驱动跃迁。我们观察到强场分裂的发射线，这取决于驱动拉比场的振幅和腔激光失谐。驱动4能级原子的缀饰态理论正确地预测了在发射光谱中观察到的不同的光谱跃迁，并且通过极化子主方程方法进一步提供了对发射光谱的详细描述，该方法考虑了半导体介质的腔耦合和声学声子相互作用。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Indistinguishability of remote quantum dot-cavity single-photon sources
本研究通过确定性制造技术和电学调谐实现了半导体量子点微柱腔远程单光子源的光谱匹配，在Hong-Ou-Mandel干涉实验中创下了44±1%至69±1%的远程不可分辨度记录，并指出剩余可分辨性主要源于低频噪声。
2024-12-20 quant-ph
Entangled light from Bose-Einstein condensates
我们提出了一种方法来产生纠缠光与玻色-爱因斯坦凝聚体被困在一个腔，在最近的实验中实现的系统。凝聚态的原子被囚禁在由腔模产生的周期性势场中。冷凝物被激光连续泵浦，并自发地以两种不同的腔模式发射一对不同频率的光子。以这种方式，凝聚体介导两个腔模式之间的纠缠，这两个腔模式泄漏出来，可以分离，并表现出连续可变的纠缠。该方案利用了实验证明的强，稳定和集体耦合的凝聚原子的腔场。
2008-09-30 quant-ph
Symmetric qubits from cavity states
双模腔可以在代表对称多量子比特态的量子态中制备。然而，量子位不可能单独寻址，因此不能独立测量或以其他方式操纵。我们提出了两个相关的方案，相干转移的量子比特的腔状态表示到单个原子，使量子比特可以单独处理。特别地，我们的方案可以与Simon等人的量子克隆方案结合[C. Simon等，PRL 84，2993（2000）]，以允许其方案产生的最佳克隆在空间上分离并单独利用。
2002-11-05 quant-ph
Phonon-mediated coupling between quantum dots through an off-resonant microcavity
我们目前的实验结果显示声子介导的耦合两个量子点嵌入在一个光子晶体微腔。只有一个点在光谱上接近腔，我们观察到泵浦光通过$\sim1.2$太赫兹声子的频率上转换和下转换。我们证明了这一过程的弱和强制度的点腔耦合，并提供了一个简单的理论模型来解释我们的观察。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temporal modulation of a spectral compressor for efficient quantum storage
光子和量子存储器的有效相互作用需要光谱和时间模式匹配。在我们以前的工作中，我们提出了一种新的路线，光谱压缩宽带光子实现光谱模式匹配与窄带存储器，使用线性，时变光学腔的输入耦合的快速切换的基础上。在这项工作中，我们扩展我们的方法，以及通过利用腔的输出耦合的时变来实现时间模式匹配。我们数值分析了我们的时变腔的模式匹配和损耗性能，并提出了一种可能的实现集成光子学。
2022-01-26 physics.optics quant-ph
Atomic Quantum Memory for Photonic Qubits via Scattering in Cavity QED
研究了一种在腔QED中存储光子量子比特的原子量子存储方案。这是基于最近的观察，即在强耦合腔机制中，单光子脉冲与腔中的λ型原子之间的量子态交换在某些特定情况下是通过散射理想地实现的[T. W. Chen C.，马缨丹属K.法律，和PT。Leung，Phys.Rev.A69，063810（2004）]。我们推导出一个简单的公式来计算这种原子-光子交换对量子存储器的保真度。我们进一步提出了一种可行的方法，即使在原子-光子耦合不太强的情况下，也可以有条件地实现保真度几乎为1的量子存储操作。这种方法也可以应用于在空间分离的原子量子存储器中存储光子纠缠。
2005-06-26 quant-ph
Long-range quantum gate via Rydberg states of atoms in a thermal microwave cavity
我们提出了一种在有限温度下微波腔中空间分离的原子对之间实现通用量子门的方法。该门的结果从可逆的激光激发原子的里德伯态相互作用，通过交换虚光子通过一个共同的腔模式。两原子基态和双激发里德堡态之间不同跃迁路径的量子干涉使得跃迁振幅和共振对微波腔“量子总线”中的激发很大程度上不敏感，因此微波腔“量子总线”可以处于光子数态的任何叠加或混合。我们的方案实现超远程相互作用和纠缠也适用于介观原子系综在里德伯封锁制度，是可扩展的许多系综被困在一个厘米大小的微波谐振器。
2015-09-11 quant-ph
Cavity-stimulated Raman emission from a single quantum dot spin
固态量子发射体在量子信息中显示出强大的应用潜力，但是这些发射体的光谱不均匀性构成了重大挑战。我们在腔-量子点系统中通过演示腔受激拉曼自旋翻转发射来解决这个问题。该过程避免了填充发射器的激发态，并产生从激光器拉曼位移并由腔增强的光子。发射是光谱窄的，并且在至少125 GHz的范围内可调谐，这比自然线宽大两个数量级。我们得到的制度，其中的拉曼辐射是自旋相关的，它耦合的光子长寿命的电子自旋量子比特。该过程可以实现在光子晶体量子网络中的不可区分光子和远距离自旋量子比特的确定性纠缠的有效的、可调谐的源。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable Whispering Gallery Mode Resonators for Cavity Quantum Electrodynamics
本文从理论上研究了高扁长形介质微谐振器的特性。这样的谐振器维持回音壁模式，其表现出具有增强的场强的两个空间上良好分离的区域。谐振器表面上的每光子的场显著高于例如具有可比模式体积的微球谐振器中的赤道回音壁模式。同时，这些模式的频率间隔是更有利的，使得几个自由光谱范围的调谐范围应该是可实现的。我们讨论了这种谐振腔的腔量子电动力学实验与中性原子的可能应用，并揭示了相对于现有的概念明显的优势。
2005-01-01 quant-ph
Hybrid and scalable photonic circuit cavity quantum electrodynamics
提出一种集成半导体量子点与薄膜铌酸锂微环谐振腔的混合固态cQED平台，通过电光特性实现QDs与腔模式同步光谱调谐，实现确定性片上单光子发射并维持稳定Purcell因子，推进大规模芯片量子网络应用。
2025-04-07 quant-ph
Deterministic generation of multiparticle entanglement in a coupled cavity-fiber system
我们提出了一个在光纤耦合的远距离腔中的两个冷原子云之间产生多粒子纠缠态的一步方案。我们表明，通过适当地选择场的强度和失谐量，并精确地调谐系统的时间演化，可以确定性地设计分离的原子云之间的多粒子纠缠，其中量子操纵对腔的状态和光纤的损耗不敏感。基于最近在实现冷$^{87}$ Rb云与光纤腔强耦合方面的实验进展，分析了该方案的实验可行性。该方案可能为利用光纤连接的耦合腔实现量子通信和网络开辟了广阔的前景。
2010-11-30 quant-ph
Non-Markovian collective emission from macroscopically separated emitters
我们研究了两个两级发射器耦合到一维波导的制度，他们的分离是可比的自发发射光子的相干长度的系统的集体辐射衰减。在由发射器形成的空腔状几何形状中传播的电磁场对系统施加延迟反作用，导致强烈的非马尔可夫动力学。由于自洽的相干延时反馈，发射体的集体自发发射率表现出超出通常的Dicke超辐射和亚辐射的增强或抑制。
2020-02-02 quant-ph
Reduction and possible elimination of coating thermal noise using a rigidly controlled cavity with a QND technique
镜面热噪声是高精度测量中的重要问题之一，如引力波探测、冷阻尼实验等。本文指出，多层膜反射镜的热噪声可以通过机械分离膜层来降低。在本文中，我们介绍了一种通过锁定机械分离镜来进一步降低热噪声的方法。这种减少受到控制噪声的标准量子极限的限制，但它可以用量子非破坏技术来克服，这最终提高了完全消除涂层热噪声的可能性。
2008-11-11 quant-ph
All-optical control of the spontaneous emission of quantum dots using coupled-cavity quantum electrodynamics
利用耦合光子晶体腔实现了量子点自发发射的远程全光控制。通过光谱调谐与靶腔共振的法布里-珀罗腔，靶腔中的发射体所经历的状态的品质因数和局部密度被修改，导致SE率的变化。从耦合腔量子电动力学系统的理论分析可知，当两个腔共振时，由于发射极处真空场的减小，SE速率的变化可以大于品质因数的变化。两个腔的弱耦合和强耦合制度已被实验观察到，SE衰减率已被修改了三个以上的因素与远程光学控制。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spontaneous $\mathcal{T}$-symmetry breaking and exceptional points in cavity quantum electrodynamics systems
自发对称性破缺的发现使现代物理学的许多领域发生了革命性的变化。在这里，我们从理论上证明了自发的时间反演对称性破缺的腔量子电动力学系统中的原子系综相干相互作用与一个单一的谐振腔模式。当二能级原子处于激发态时，相互作用系统可以用正负质量耦合振子来描述。对称性破缺的发生受原子失谐量和与腔模的耦合控制，自然地将参数空间分为对称性破缺和对称性未破缺两个阶段。这两个相位被一个光谱奇点分开，这是一个所谓的例外点，在这里哈密顿量的本征态结合在一起。当在参数空间中包围奇点时，准绝热动力学表现出手征模式开关，这使得量子态的拓扑操纵成为可能。
2018-07-31 quant-ph
Time-separated entangled light pulses from a single-atom emitter
在一个单一的，被捕获的，激光驱动的原子和高精细光学腔的模式之间的受控相互作用允许产生时间上分离的，纠缠的光脉冲。脉冲的光子数波动之间的纠缠是通过原子质心运动产生和介导的，原子质心运动通过原子-光子相互作用的机械效应与光接口。通过量子噪声分析，我们确定了表征纠缠的相关矩阵，作为系统参数的函数。该方案在实验可达的参数范围内是可行的。它可以很容易地扩展到产生不同频率的纠缠脉冲，甚至是在非常不同的波长。
2008-02-23 quant-ph
Cavity assisted generation of sustainable macroscopic entanglement of ultracold gases
展望了两个空间分离的原子玻色-爱因斯坦凝聚体之间实现持续纠缠的前景。该系统的设置包括两个冷凝物加载在一个光晶格，这反过来，是限制在一个高Q光学谐振器。该系统由外部激光器驱动，该激光器照射原子，使得光子可以散射到腔中。在超辐射阶段的腔场的建立，我们表明，新兴的腔介导的两个凝聚体之间的相互作用是能够纠缠，尽管光子损失。这种宏观原子纠缠在整个时间演化过程中持续存在，除了突然死亡/出生的情况。利用一个辅助光子模，并将其耦合到两个凝聚体的集体求积中，我们证明了辅助光子模的压缩与原子纠缠成正比，因此它可以作为宏观纠缠的探测场。
2015-06-30 quant-ph
Floquet Quasienergy-Resolved Dissipation, Dynamics, and Spectroscopy in Ultrastrong Cavity-QED
Queen’s University（女王大学）；RIKEN（理化学研究所）；The University of Michigan（密歇根大学）
针对超强耦合腔QED中的强周期驱动，提出非世俗Floquet广义主方程框架，揭示耗散由准能量而非未驱动共振决定，实现光谱预测与量子态调控。
2026-07-01 quant-ph
