Synthesis and characterization of entangled mesoscopic superpositions for a trapped electron
Michol Massini, Mauro Fortunato, Stefano Mancini, Paolo Tombesi
我们提出了一个方案，在囚禁电子的内外运动自由度之间产生和重构纠缠态，这种纠缠态在介观水平上也表现出量子相干性.
We propose a scheme for the generation and reconstruction of entangled states between the internal and external (motional) degrees of freedom of a trapped electron. Such states also exhibit quantum coherence at a mesoscopic level.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Production of mesoscopic superpositions with ultracold atoms
研究了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的介观叠加态。原子凝聚体具有较长的相干时间，是研究这类量子现象的良好体系。我们证明了在腔中原子与光场的色散相互作用可以快速产生介观叠加态。我们还讨论了广义薛定谔猫态的产生。介观态的物理实现对于研究退相干和精密测量具有重要意义。
Mesoscopic Superposition of States with Sub-Planck Structures in Phase Space
我们提出了一种利用原子与高质量腔场的色散相互作用实现相干态的介观叠加的方法，这种叠加态在相空间中具有亚普朗克结构。我们特别关注涉及四个相干态的叠加。我们发现有趣的干涉条件测量涉及两个原子。
Generation of a superposition of multiple mesoscopic states of radiation in a resonant cavity
利用高质量腔中原子与光场的共振相互作用，我们给出了如何产生光场的多个介观态的叠加态。我们研究了准概率分布，并证明了非经典的叠加在零的Q函数以及负的维格纳函数。我们讨论了产生的叠加态的退相干。我们提出了零差技术的类型开发的Auffeves等人[物理评论快报。91，230405（2003）]来监测许多介观态的叠加。
Quantum computation with mesoscopic superposition states
我们提出了一种利用介观不同的量子叠加态设计简单的腔QED两比特通用量子门的策略。分析了耗散效应对量子比特的消相干和振幅阻尼的影响，给出了临界参数。
Realization of a Decoherence-free, Optimally Distinguishable Mesoscopic Quantum Superposition
我们报道了利用高增益的量子注入光参量放大实现了M=12光子的纠缠量子叠加。发现该系统对退相干具有很高的弹性，在常温下表现出直接可访问的介观干涉效应。利用现代层析成像方法，证明了动态“封闭系统”整个介观输出态的不可分离性和量子叠加性。该装置实现了埃尔温·薛定谔在1935年的典范“猫”的辩护中所设想的条件，这是量子力学的一个基本里程碑。
Continuous pumping and control of mesoscopic superposition state in a lossy QED cavity
在这里，我们考虑连续泵浦的耗散QED腔和导出的依赖于时间的密度算符的腔场最初准备作为一个叠加的介观相干态。这种叠加的相干性的控制进行了分析，考虑到注入的二能级里德伯原子束通过腔。我们的治疗方法与其他方法进行了比较。
Proposal to produce long-lived mesoscopic superpositions through an atom-driven field interaction
我们提出了一个建议，生产寿命较长的介观叠加依赖于两个要求：参量放大和压缩真空库的腔场状态。我们的方案涉及一个二能级原子与腔场的相互作用，腔场同时受到放大过程的影响。
Mesoscopic superpositions of states - approach to classicality and diagonalization in coherent state basis
我认为介观相干态的叠加的相互作用和它的方法作为一个适当控制的环境的结果的混合状态。我展示了如何在腔中的增益介质的存在下，可以导致对角化的相干态的基础上的标准模型的退相干。我进一步展示了如何新的模型的退相干可以导致生成的$s$有序准分布。
Quantum superposition and entanglement of mesoscopic plasmons
量子叠加和纠缠是量子信息科学的核心。尽管这些系统在量子态的存储和处理方面有着广阔的应用前景，但在介观水平上对这些现象的研究却很少。在这里，我们提出了两个新的实验与表面等离子体在厘米长的金属条形波导传播。我们证明了两个等离子体激元可以在遥远的地方纠缠。此外，我们创建一个单一的等离子体在时间叠加态：它存在于两个广泛分离的时刻的叠加。这些量子态，使用电信波长的光子创建，共同持有的介观电子编码一个量子比特的信息，他们被证明是非常强大的抗退相干。
Conditionally generating a mesoscopic superposition of N00N states
研究了在50/50分束器上用少光子压缩真空态和相干态叠加产生N_（00）N态的叠加态。假设当前技术可行的参数导致具有几十个平均光子数的输出状态。我们发现，即使在存在相当大的损失，产生的量子态违反当地的现实。光的介观量子态的强量子关联的出现对于耦合光和物质量子系统特别有益。
Demonstrating mesoscopic superpositions in double-well Bose-Einstein condensates
玻色-爱因斯坦凝聚体作为介观或宏观量子物体的可用性引起了人们对制作和检测涉及多个原子的相干叠加的可能性的新兴趣。在这篇文章中，我们表明，它可能会产生这样的叠加态在一个合理的短时间内使用费什巴赫共振，以调整双阱凝聚体中的原子间的相互作用。我们还考虑了区分是否是一个相干叠加或统计混合产生的一个给定的实验程序的重要问题。我们发现，明确区分，即使是一个完美的“NOON”状态，从统计混合使用标准的检测方法将提出实验困难。
Mesoscopic superposition and sub-Planck-scale structure in molecular wave packets
我们证明了在包含振动能级的分子波包的介观叠加中实现亚普朗克尺度结构的可能性。描述碘化氢分子的Morse势的SU（2）相干态的波包随时间的演化产生了宏观量子叠加态，这是造成上述现象的原因。我们通过维格纳函数方法研究了相干态的相空间动力学，并发现了亚普朗克尺度结构背后的干涉现象。最佳参数范围指定观察这些功能。
Mesoscopic superpositions of vibronic collective states of N trapped ions
我们提出了一个可扩展的方法，在N个囚禁离子中产生运动相干态和电子态的纠缠叠加。除了它们的基本重要性之外，这些状态可能对量子信息处理感兴趣，并且可以用于退相干的实验研究。
Entanglement, EPR correlations and mesoscopic quantum superposition by the high-gain quantum injected parametric amplification
研究了单光子量子注入高增益光参量放大产生的多粒子量子叠加态和多粒子纠缠的持续性。采用基于最优普适量子克隆的物理结构，研究了当非线性参量增益g较大时，系统的纠缠和量子相干性是如何保持的.
Coherent control of mesoscopic superpositions in a diatomic molecule
本文研究了最近在非原子分子波包干涉实验中应用的相控波包，以获得在量子精密测量中有用的介观叠加结构。这为在更小的时间尺度上获得亚普朗克尺度的复苏动力学结构提供了一种新的途径。我们研究了一些情况下划定最小的干涉结构和他们的控制，通过剪裁两个附属波包之间的相对相位。我们还找到了迄今为止最合适的状态，用于双原子分子系统的高精度参数估计。
Mesoscopic mechanical superpositions by gluing individual quantum systems
该研究提出通过将单电子时间-bin态附着于光悬浮纳米粒子表面制备介观量子叠加的方案，短时间内相干性可存续，能通过改变电子相位观测，利用光子干涉测量检测条纹，无需相干态扩展等机制，为测试量子力学提供新途径。
Quantum tomography of mesoscopic superpositions of radiation states
我们证明了根据S. Song，C.M.洞穴和B. Yurke [Phys.Rev.A41，5261（1990）]。我们提出了一种技术，容忍在光电探测器的量子效率的现实值。测量可以通过标准实验装置来实现。
Generation of the superposition of mesoscopic states of nano-mechanical resonator by a single two-level system
我们提出了基于测量的纳米机械谐振器运动态叠加的条件生成。我们考虑一个通过声子交换与纳米机械谐振腔耦合的二能级量子力学系统。通过两个谐振激光器驱动量子比特来实现相互作用，该相互作用根据量子比特的状态在纳米机械谐振器的状态中产生移位。对量子力学系统态的测量产生了纳米机械谐振器的叠加态。我们证明了叠加态间的量子干涉可以导致谐振腔中任意大的位移。我们还利用维格纳函数讨论了生成态的退相干。
Modelling the Recoherence of Mesoscopic Superpositions in Dissipative Environments
提出了一个模型来描述最近提出的实验（J. Raimond，M. Brune和S. Haroche Phys. Rev. Lett { \bf 79}，1964（1997）），其中在耦合到类似谐振器的高Q腔中制备辐射态的介观叠加。在没有耗散的情况下，这种态的动力学相干损失是可逆的，并且原则上可以观察到。我们展示了如何修改这张图片是由于存在的环境耦合。给出了实验条件概率和线性熵的解析表达式。我们的结论是，这种现象仍然可以观察到的阻尼常数和腔间耦合之间的比值不超过百分之几。这一观察结果有利于具有大重叠的状态的叠加。
Criteria for generalized macroscopic and mesoscopic quantum coherence
我们考虑宏观，介观和“S-scopic”的量子叠加的本征态的一个观察，并开发了一些签名，他们的存在。我们将叠加的程度或大小$S$相对于可观察的\hat{x}定义为由该叠加预测的\hat{x}的结果范围。这样的叠加被称为广义$S$ -视叠加，以将它们与仅叠加两个状态的极端叠加区分开来，所述两个状态在它们对可观察的预测中具有差异$S$。我们还考虑了相干态的广义$S$谱叠加。我们探讨的限制，放在统计上，如果我们假设一个系统被描述的混合物的叠加，在大小上受到限制。通过这种方式，我们达到了实验标准，足以推断存在一个广义的$S$ -scopic叠加。开发的签名是有用的，其中一个是能够证明一定程度的挤压。我们还讨论了如何签名，使一种新的类型的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森gedanken实验。
Real-time feedback control of a mesoscopic superposition
我们表明，连续的实时反馈可以用来跟踪，控制和保护两个空间分离的波包的介观叠加。的反馈协议是由一个近似的状态估计，并需要两个连续的测量，同时进行。对于纳米机械和超导谐振器，这两种测量都可以通过将谐振器耦合到超导量子比特来实现。
Homodyne Bell's inequalities for entangled mesoscopic superpositions
我们提出了一个方案，证明违反贝尔不等式使用自旋1/2系统纠缠与一对经典可区分的波包在一个谐波势。在光域中，这样的波包可以由单个光模的相干态表示。所提出的方案涉及标准的自旋1/2投影和测量的谐振子系统的位置和动量，这对于一个轻模式可以实现通过零差检测。我们讨论的不完善，包括非单位效率的零差检测器的影响，并指出一个密切的联系之间的可见性的干扰和违反贝尔不等式所描述的计划。
Two-Mode Squeezed States and Their Superposition in the Motion of Two Trapped Ions
提出了一种在双囚禁离子的质心模和呼吸模中产生双模压缩态及其叠加的方法。每个离子同时被两个驻波照射。其中一个场被调谐以共振地同时激发两个简正模的两个上边带，而另一个场被调谐到相应的下边带。
Robust Mesoscopic Superposition of Strongly Correlated Ultracold Atoms
提出了一个在一维环形阱中产生强相互作用玻色子原子环形流相干叠加的方案。非旋转的基态耦合到涡旋状态介观角动量的装置的一个狭窄的势垒和施加的相位，起源于旋转或合成磁场。我们表明，叠加态的Tonks-Girardeau制度是强大的单粒子损失由于强关联的影响。与依赖于弱相互作用的方案相比，介观上不同的状态之间的耦合随着粒子数量的增加而更有利地缩放，因此使得数百或数千个粒子数量是可行的。由参数的时间变化引起的相干振荡可以作为用于检测叠加态的“吸烟枪”签名。
Observation of the Transition from Reversible to Irreversible Decoherence of Mesoscopic Quantum Superpositions
本研究通过电路量子电动力学实验，证明不可逆退相干是系统与环境多自由度幺正动力学中涌现的现象，对理解量子-经典过渡至关重要。
Mesoscopic quantum superpositions in bimodal Bose-Einstein condensates: decoherence and strategies to counteract it
本文从理论上研究了双模态玻色-爱因斯坦凝聚体中相互作用诱导的从初始相干自旋态到介观相干自旋态叠加态（小猫态）的产生以及随后的相位恢复，包括由于粒子损失和总粒子数波动引起的退相干.在一个完整的多模描述中，我们提出了一个初始相干自旋态的制备过程，我们研究了预先存在的热涨落对相位恢复的影响，以及对自旋和轨道旋量的影响。
Engineering superpositions of displaced number states of a trapped ion
我们提出了一个方案，允许产生一个微妙的与2^（1 +1）位移数态在相空间中的一个圆上的叠加作为目标态的质心运动的囚禁离子。通过一个包含激光脉冲和无荧光测量的“l”周期序列，得到了该序列中激光脉冲的总持续时间和离子在“l”周期中处于上电子态的概率的显式表达式，并进行了详细的分析。此外，假设有效的弛豫过程的囚禁离子可以描述的框架内的标准主方程的阻尼谐振子，我们调查的退化的量子干涉效应固有的叠加通过Wigner函数。
Generating Fock states and two-Fock states superposition from circular states, in a trapped ion
我们提出了三种方案来设计2^M和M+1圆态，用于囚禁离子质心的运动，$M$是激光脉冲的数量。由于离子受到多个激光脉冲的作用，我们分析了每个脉冲产生圆态所需的持续时间，并从这些圆态中产生Fock态和两个Fock态的叠加。我们还计算了获得所需状态的概率。
Mesoscopic Spin-Boson Models of Trapped Ions
库仑晶体中的囚禁离子为我们提供了研究玻色子浴中单自旋耦合物理的基本元素。在这项工作中，我们表明，光学力使我们能够实现各种自旋玻色子模型，这取决于晶体的几何形状和激光配置。我们详细研究了欧姆的情况下，它可以通过照射一个单一的离子与行波来实现。声子池的介观特性在囚禁离子诱导新的效果，如在自旋演化的量子复兴的外观。
Coherent deflection of atomic samples and positional mesoscopic superpositions
本文提出基于超辐射与超吸收相互作用的协议，通过原子向腔场转移动量实现原子样品整体相干偏转，并用于构建位置介观原子叠加态。
Engineering mesoscopic superpositions of superfluid flow
强关联原子的建模表明，有可能准备量子叠加，对实验的缺陷和温度是强大的。这种涡旋态的叠加是通过绝热操纵相互作用的超冷原子形成的，当被势垒搅动时，超冷原子被限制在一维的环形囚禁势中。在这里，我们讨论了非理想的实验程序和有限的温度的影响。改变搅拌速率的绝热条件表明，许多原子的叠加是最容易访问的强相互作用，唐克斯-吉拉多，制度，这也是最强大的有限温度。弱相互作用原子的NOON型叠加态最容易通过费什巴赫共振来降低相互作用强度而产生。模拟了少量粒子的量子动力学，并根据它们进行精确测量的能力计算了叠加的大小。在不久的将来，用大约100个原子的强关联和NOON型叠加的实验创造似乎是可行的。
Mesoscopic Superposition States Generated by Synthetic Spin-orbit Interaction in Fock-state Lattices
在三个腔与同一个二能级原子相互作用时，可以制备出光子的介观叠加态。利用$2π/3$相位差对三个腔频率在原子跃迁频率附近进行周期性调制，打破了时间反演对称性，产生了手征性依赖于原子量子态的光环行器。原子态的叠加可以将光子从一个腔引导到另外两个腔的介观叠加。物理学可以在有限的自旋-轨道耦合福克态晶格中理解，其中原子和腔分别携带自旋和轨道自由度。该方案可以在电路QED结构中实现，为在新晶格中探索量子信息和拓扑物理提供了一个新的平台。
Observation of quantum superposition of topological defects in a trapped ion quantum simulator
本文在囚禁离子量子模拟器中通过设计长程自旋相互作用，首次实验观测到拓扑缺陷的量子叠加，验证了“薛定谔扭结”的非局域性与量子相干性，为量子Kibble-Zurek非平衡动力学研究提供了新工具。
Preparation and control of a cavity-field state through atom-driven field interaction: towards long-lived mesoscopic states
近年来，通过原子与光场相互作用制备辐射场和物质场的介观态已成为一种新的研究方法，并在量子光学中得到了广泛的应用。在这里，我们提出了一种技术的制备和控制的腔模式，除了与二能级原子相互作用，同时提交的线性和参量放大过程。放大控制场在实现真实介观态中的作用是产生高度压缩的场态，从而增加：i）所制备的叠加的分量之间的相空间中的距离和ii）这种叠加的平均光子数。当压缩叠加态受到类似压缩库的作用时，我们证明了在特定条件下，态的退相干时间与其分量之间的相空间距离和平均光子数无关。一个解释，以支持这一显着的结果，连同我们的建议的实验实施的讨论。我们还展示了如何产生一些国家的quantiities高于那些来自循环状态。
Mesoscopic Quantum Superposition of Generalized Cat State: A Diffraction limit
在大量态的极限下，研究了量子精密测量中海森堡极限测量所涉及的猫态和位移猫态的正交性。广义猫态的介观叠加与相应的状态重叠函数相关，由相空间干涉产生的次普朗克结构控制。这个重叠函数的渐近表达式进行评估和大相空间的支持和可扩展性的组成状态，在这种情况下，实现的渐近极限的有效性进行了详细讨论。对于大量相干态，均匀分布在一个圆上，重叠函数与均匀角强度的圆环源的衍射图样显著匹配。这与van Cittert-Zernike定理一致，其中重叠函数与互相干性函数相似，与衍射图案匹配。利用Husimi-Q函数在相空间中描述了所考虑的物理情况。
Mesoscopic quantum superposition states of weakly-coupled matter-wave solitons
约瑟夫森结（JJ）是现代量子技术和计量学的核心。本文建立了由两个弱耦合的负散射长度凝聚体组成的原子孤子约瑟夫森结（SJJ）器件的量子特性。凝聚体被困在双势阱中，并在一维上被拉长。从经典的场论出发，我们首次将双孤子问题映射到有效的双模哈密顿量上，并进行了二次量子化。与传统的玻色约瑟夫森结（Bosonic Josephson junction，BJJ）凝聚体系相比，我们发现量子域中的SJJ模型由于其有效非线性强度正比于总粒子数的平方$N^2$而表现出一些不寻常的性质.一种新的自调谐效应的有效隧道参数也证明了在SJJ模型，这取决于粒子数和迅速消失的JJ人口不平衡的增加。在量子SJJ模型中，我们预言了纠缠Fock态叠加的形成，揭示了在$n=0, N$粒子数的“边缘”处占主导地位的$N00N$态分量.我们已经表明，所获得的量子态是更耐从凝聚体的粒子损失，如果纠缠Fock态的微小组件存在于附近的主要$N00N$状态组件。量子SJJ模型的这一特性与在哈特里方法框架下得到的半经典模型有着重要的区别。
Collisional decoherence of internal state superpositions in a trapped ultracold gas
我们分析了原子或分子在超低温下非简并内态相干叠加并置于超冷缓冲气体中的碰撞退相干。我们的分析适用于任意浴颗粒/示踪颗粒质量比。弹性碰撞和非弹性碰撞都对退相干有贡献。我们得到了一个表达式，可观察到的退相干率成对散射特性，特别是低温散射振幅。我们认为浴粒子/示踪粒子的质量比的情况下，轻浴和重示踪粒子的依赖性。得到的表达式可能是有用的，在低温应用中，需要准确的估计退相干率。结果表明，通过测量相干振荡的消相干阻尼，可以确定不同内态原子和分子的散射长度。
Proposal for preparing delocalised mesoscopic states of material oscillators
提出了一种制备两个或多个原子在相距较远的位置上运动的离域介观态的方案。纠缠的产生是利用腔量子电动力学中的相互作用来实现的，腔量子电动力学促进了量子网络的单独节点之间经由光的运动量子态传输。该方案的可能应用进行了讨论。
Coherent states superpositions in cavity quantum electrodynamics with trapped ions
我们研究了如何叠加的运动相干态自然出现在一个两能级囚禁离子耦合到腔内的量子化场的动力学。我们扩展我们的考虑，包括一个更现实的设置，腔是不理想的，光子可能会通过它的镜子泄漏。我们发现在腔外探测到光子会使离子处于纯净状态。离子态的统计仍然保留了一些在弱耦合区可能观察到的干涉效应。
Quantum-State Engineering of Multiple Trapped Ions for Center-of-Mass Mode
我们提出了一种方案，通过将所有其它旁观者振动模式从质心模式中隔离出来，使N离子的质心振动模式在相空间的一条直线上产生任意系数的叠加.它可以被看作是以前制备单离子运动态方法的新发展。对于大量离子，我们只需要一个循环操作就可以产生这样多个相干态叠加。
Generation of Superposition Spin States in an Atomic Ensemble
提出了一种产生原子气体集体自旋变量介观叠加态的方法。这种状态由指向两个略微不同方向的原子自旋的叠加组成。它是通过使用非共振光对自旋进行量子非破坏测量而获得的。相关的实验条件，这需要非常密集的原子样品，可以实现与目前可用的技术。长寿命的原子叠加态可能会成为有用的离线资源，用于量子计算，否则线性操作。
Schrödinger cat states of a macroscopic charged particle co-trapped with an ion
我们研究了通过将微米级带电粒子置于具有可分辨分离的量子叠加态来观察物质波干涉的可行性。在所提出的方法中，一个原子离子被限制在一个线性的保罗陷阱随着大量的带电粒子，使我们可以利用广泛的工具箱的实验技术开发控制量子态的被困离子，并操纵他们的运动与高保真操作。这种方法提供了一个严格的测试的动态减少模型的粒子的离域量子叠加的预测，达到宏观高达$\mathcal{M}=17$。
Spectroscopy and Thermometry of Drumhead Modes in a Mesoscopic Trapped-Ion Crystal using Entanglement
我们证明了光谱和测温的介观二维离子阵列中使用纠缠引起的退相干作为一种方法的转导的个别运动模式。我们的系统是一个$\sim$ 400 $μ$ m直径的平面晶体的几百个$^9$是$^+$离子表现出复杂的鼓面模式的潘宁陷阱的限制电位。利用精确控制的$^9$是$^+$价电子自旋，我们应用一个均匀的自旋相关的光偶极子力，激发任意的横模的有效波长接近粒子间的间距（$\sim$ 20 \nolinebreak $μ$ m）。低于1 nm的质心位移检测通过纠缠的自旋和运动自由度。
Vacuum Fluctuations induced Entanglement between Two Mesoscopic Systems
我们研究了一对被困在超导谐振器内的分子系综的动力学，通过超导谐振器，它们通过微波场模式强耦合。我们发现，即使分子和腔场都是在它们的基态中制备的，纠缠也可以通过“真空涨落”产生。这种纠缠是在相对较短的时间内产生的，并且不需要进一步操纵系统。因此，它确实提供了一个方便的方案来纠缠两个介观系统，并可能是有用的量子信息处理。
Witnessing mass-energy equivalence with trapped atom interferometers
提出在原子干涉仪中增加激光脉冲以建立高度叠加态时钟，通过观测可见度调制和原子共振频率偏移来检验质能等价引发的引力时间膨胀与量子叠加的相互作用。
Superpositions in Atomic Quantum Rings
超冷原子被捕获在环的圆周上，环的中心被一个通量管穿透，通量管是由外加拉盖尔-高斯场引起的光感生规范势产生的。我们表明，通过使用光学相干态叠加产生光诱导规范势，我们可以创建一个情况下，被困原子同时暴露于两个不同的通量管，从而创建叠加在原子量子环。我们考虑了环几何和谐波捕获的例子，在这两种情况下，量子系统的基态被证明是两个不同的通量管上捕获的原子的反转态的叠加。
Certifying Multilevel Coherence in the Motional State of a Trapped Ion
量子相干性是与经典物理学最明显的背离之一，当一个系统处于不同基态的叠加态时，就会表现出来。在这里，一个单一的捕获离子的三个运动的Fock态的相干叠加的实验证明，与一个程序证明对不完美的操作是强大的。由于运动态不能被直接询问，我们的方案使用的耦合量子比特态的投影测量产生的干涉图案。相干叠加状态的最小数目是基于干涉图案的分析从一系列阈值推断的。这表明，高层次的相干性可以用简单的、非理想的控制方法来验证和研究，这些方法非常适合于有噪声的中等规模的量子器件。
Continuous Generation and Stabilization of Mesoscopic Field Superposition States in a Quantum Circuit
虽然耗散被广泛认为对量子相干性有害，但当适当地设计时，它可以导致非平凡纯量子态的稳定。我们提出了一个利用耗散工程在腔中连续产生和稳定薛定谔猫态的方案。我们首先通过双光子驱动和耗散产生具有确定宇称的非经典光子态，然后稳定这些瞬态以抵抗单光子衰变。单光子稳定是自主的，并通过第二个工程浴，利用光子数依赖的频率分裂，由于克尔相互作用在电路QED的强色散制度。从浴加腔的哈密顿量出发，我们导出了一个只考虑腔光子态的有效模型，以及相关物理量的解析表达式，如稳定率。这种猫态的确定性生成是执行通用量子计算的关键因素之一。
Entanglement in the dispersive interaction of trapped ions with a quantized field
在色散区研究了囚禁离子与腔场之间的模模纠缠。我们展示了如何一个简单的高斯相干态和postselection的初始准备可以用来产生运动的非局部介观态（NLMS）涉及在不同的陷阱中的离子。我们还研究了N阱离子团簇的动态斯塔克位移引起的纠缠。在这种情况下，所有的纠缠都是由于斯塔克位移对离子运动状态的依赖性，表现为每个离子和场之间的交叉克尔相互作用。
Creation of macroscopic superpositions of flow states with Bose-Einstein condensates
我们提出了一个简单的方案，用于创建不同的超流态的玻色-爱因斯坦凝聚体捕获在光晶格的宏观叠加。该方案具有很大的优势，即所需的所有技术都可以通过当前的实验实现。此外，创造猫的相对难度与猫的大小成正比，这意味着这个方案可能非常适合创造涉及大量粒子的叠加。这样的状态可能有有趣的技术应用，例如进行角动量的量子限制测量。
Vibrational Superposition States Without Rotating Wave Approximation
本文提出了一种利用激光冷却囚禁离子的振动产生相干态叠加的方案。它是基于与利用反向旋转项的驻波的相互作用，即不应用旋转波近似。我们还证明了同样的方案可以用于量子态的测量，即用同样的方案可以重建非经典态
Quantum computing by pairing trapped ultracold ions
量子算法有限时间实现的叠加波函数振荡修改了量子计算所需的干扰。我们提出了一个用囚禁的超冷离子对作为量子比特的方案来消除波函数振荡的不利影响，并将该方案应用于两量子比特的Grover搜索。实验结果还表明，该方案中的量子比特对环境引起的退相干具有更强的鲁棒性，并且该模型具有可扩展性。
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。
Experimental demonstration of a technique to generate arbitrary quantum superposition states
利用一个单一的，谐波捕获的$^9$ Be $^+$离子，我们在实验上演示了一种技术，用于产生的任意态的二能级粒子的谐波势限制。而不是工程一个单一的哈密顿系统发展到一个所需的最终状态，我们实现了一种技术，应用一系列简单的操作来合成的状态。
Generation of two-mode nonclassical states and a quantum phase gate operation in trapped ion cavity QED
我们提出了一个产生量子系统非经典态的方案，该系统由一维囚禁离子运动和单腔场模组成。我们证明了双模SU（2）薛定谔猫态、纠缠相干态、双模压缩真空态及其叠加态的产生。如果用振动模和腔模分别表示一个量子比特，就可以实现量子相位门。
Tolerance in the Ramsey interference of a trapped nanodiamond
该方案最近在[M.]中提出。Scala等人，Phys Rev Lett 111，180403（2013）]，其中通过其磁矩与粒子的量子化运动之间的相互作用在俘获的纳米金刚石中的氮空位（NV）中心的自旋上诱导依赖于重力的相移，提供了一种仅借助于自旋测量来检测空间量子叠加的方式。在这里，不必要的耦合与其他运动的自由度的影响被认为是，我们表明，它不会影响该计划的有效性。这种耦合和额外的误差源，由于NV中心自旋的量化轴和捕获轴之间的不对准，不改变系统的定性行为，因此可以整齐地进行原理验证实验。我们的分析，这表明该计划保留了重要的功能，不需要基态冷却和耐热波动，可以是有用的几个计划，最近已提出的测试宏观叠加在被困微系统。
Mass-independent scheme for enhancing spatial quantum superpositions
在一个大的空间叠加态中放置一个大的质量，比如薛定谔猫态，是一个重大而重要的挑战。特别是，介观质量（$m\sim {\cal O}(10^{-14} -10^{-15})$ kg）的大空间叠加（${\cal O}(10-100)$ $μ$ m）使得在实验室中通过纠缠来测试引力的量子性质成为可能。到目前为止，实现这种空间离域的方法是使用波包展开或量子辅助（例如自旋）相关力，所有这些效力都随着质量而降低。因此，独立于质量增加空间分裂是一个重要的开放性挑战。在本文中，我们提出了一种方法，通过载流导线的抗磁排斥，实现了质量无关的叠加增强。我们分析了一个利用Stern-Gerlach效应产生一个小的初始分裂的例子系统，然后应用抗磁排斥方法从波函数的初始适度分裂提高叠加尺寸${\cal O}(400-600)$ $μ$ m.我们提供了一个分析和数值分析我们的计划。
Completely scrambled memory for quantum superposition
虽然构建具有多个量子比特的量子计算设备可以说是一项艰巨的任务，但已经用捕获的原子系综证明了与数万个量子粒子的几秒钟的相干时间。作为一个实际的应用，一个安全增强的量子态存储器使用原子已被证明。结果表明，在原子系综中保持的量子叠加被置乱和忠实地解扰，但置乱相位模糊度保持在50%。为了克服这个问题，我们提出并证明了一个方案，实现100%的相位模糊度，而无需引入额外的拉姆齐干涉仪。此外，该方案可以作为一个直接的应用程序，以保持两个值之间的选择秘密，而不会伪造。
Generation of Kerr non-Gaussian motional states of trapped ions
非高斯态是连续变量体系中量子信息协议的一个重要资源。猫状态，特别是，已被困离子的运动自由度的离子内部状态依赖于控制位移。另一种方法利用了这种系统中自然存在的克尔非线性。我们提出了详细的计算确认其可行性的典型实验条件。此外，该方法允许产生具有负维格纳函数的复杂非高斯态。特别是，许多相干态的叠加是在一小部分的时间内产生猫态。
Preparation and light-mediated distribution of motional state entanglement
我们描述和分析了（i）纠缠一个或几个谐波捕获原子或离子的正交运动模式的数值方案，以及（ii）通过先前工作中提出的光介导的量子态转移过程将纠缠从这些局域模式之一转移到远处的捕获原子（或原子）。Parkins和H. J. Kimble，J. Opt. B：量子半类。1，496（1999）]。这些方案的可能性包括在相距较远的囚禁原子的位置和动量中产生Einstein-Podolsky-Rosen态以及制备离域介观振动态。
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