Dynamics of an atom cavity field system in interacting Fock space
本文将Jaynes-Cummings模型推广到相互作用Fock空间，研究V型三能级原子与单模腔场的单次相互作用，并通过分析演化态矢量揭示系统的非经典特性。
2023-04-11 quant-ph
Conditional large Fock state preparation and field state reconstruction in Cavity QED
我们提出了一个在腔QED中通过实现高选择性的原子与光场相互作用产生大Fock态的方案。它是基于三能级原子受经典光场和量子化光场模的喇曼激发。选择性出现时，一个调谐到共振一个特定的过渡内选定的原子场子空间，而其他过渡保持分散，作为一个结果的依赖于场的电子能量转移。我们表明，这种方案也可以用于重建，在一个新的和有效的方式，腔场态的维格纳函数。
2001-02-14 quant-ph
Quantum bits and superposition displaced Fock states of the cavity field
利用小转动方法研究了量子化光场与二能级原子相互作用中的反转项效应。给出了原子加场的组合系统的波函数的表达式，指出了产生任意振幅电磁场量子比特的初始波函数。
2002-08-14 quant-ph
Quantum Nondemolition Measurement and Heralded Preparation of Fock States with Electromagnetically Induced Transparency in an Optical Cavity
本文提出了一种利用电磁感应透明动力学（EIT）实现量子非破坏（QND）测量和制备Fock态的方法。囚禁在光学腔中的原子系综在两个连续经典外场的作用下形成稳态EIT。当腔中注入一个弱相干场时，EIT系统由于腔注入光子与原子之间的色散耦合而脱离稳态，进入瞬态动力学。由于在瞬态动力学过程中，原子介质的含时线性极化率Im[X（t）]的虚部明显依赖于光子数n，因此测量探测场透射率的变化可以用于小光子数的QND测量，从而以一种预示的方式产生光子Fock态，特别是单光子态。
2012-03-29 quant-ph
Process tomography of field damping and measurement of Fock state lifetimes by quantum non-demolition photon counting in a cavity
用非共振里德伯原子监测高$Q$超导腔中量子场的弛豫。场，受到重复量子非破坏（QND）光子计数，经历光子数态之间的跳跃。我们选择从一个给定的Fock态演化的场实现的合奏，并重建其光子数分布的后续演变。我们实现了以这种方式的光子数弛豫过程中产生的所有Fock状态之间的跳跃率的断层扫描。发现$n$光子态（$0\leq n \leq 7$）的阻尼率随$n$线性增加。结果与理论非常吻合，包括一个小的热贡献。
2008-09-09 quant-ph
Converting quasiclassical states into arbitrary Fock state superpositions in a superconducting cavity
我们提出并实验证明了一种在超导量子线路中产生任意Fock态叠加的新方法，其中量子比特与微波腔模色散耦合，而不需要精细的频率调谐。在这里，量子比特用于有条件地将相干态的Fock态分量的概率幅度调制为期望的叠加态的概率幅度，而不是像以前的方案那样将光子一个接一个地泵送到腔中。我们的方法不需要在腔态制备过程中调整量子比特频率，并且与以前的方法相比，对噪声和实验误差的积累更具鲁棒性。利用该方法，我们在实验上产生了不同希尔伯特空间维数和压缩态下的高保真相位本征态，这对于量子行走和高精度测量是有用的。
2017-03-09 quant-ph
Cavity-assisted spontaneous emission as a single-photon source: Pulse shape and efficiency of one-photon Fock state preparation
在色散和吸收介质中的精确量子电动力学框架下，我们研究了高$Q$腔中初始处于上态的二能级原子辐射的量子态，包括出射光子属于同时覆盖腔内外区域的波包的情况.对于原子-场连续相互作用和原子-场短时相互作用，我们确定了激发态出射波包的时空形状，并计算了波包携带单光子Fock态的效率。此外，我们还接触了量子噪声理论，其中腔内场和腔外场被视为近似代表独立的自由度，从而可以引入两个独立的希尔伯特空间。
2007-11-01 quant-ph
Parametric interaction induced avoided dressed state crossings in cavity QED:generation of quantum coherence and equally weighted superposition of Fock states
我们提出了一个新的范式在腔QED领域带来的显着特点与避免交叉的Jaynes-Cummings模型的修饰态能级。我们演示了如何实现的二阶非线性腔中的参数耦合，可以把交叉的修饰状态避免交叉。我们展示了如何可以产生避免交叉的修饰状态之间的相干性。例如，这种相干性导致量子比特的激发概率中的量子拍。量子拍频的质量可以通过引入参量相互作用而得到显著的改善。我们展示了如何避免这些交叉可以用来产生叠加的偶数或奇数福克态的显着属性的叠加状态的等权重。生成的保真度大于95%。此外，我们还发现腔场与量子比特之间存在很强的纠缠，纠缠度超过90%.
2021-10-25 quant-ph
Generation of arbitrary quantum state in a high-Q cavity
我们提出了一个在高Q腔中产生任意叠加态的方案。这个建议是基于激光脉冲的序列，这是适当地调整，以控制福克态的过渡。结果表明，需要N个激光脉冲才能产生声子数极限为$N$的纯态。
2002-01-09 quant-ph
Feedback generation of quantum Fock states by discrete QND measures
提出了一种在微波腔中制备光子数态的反馈方案。腔场的量子非破坏（QND）测量提供了关于其实际状态的信息。控制包括在注入到腔模式的微波脉冲调整，以最大限度地提高所需的目标光子数的人口。在理想情况下（完美腔和测度），基于上鞅和其他概率论，通过随机李雅普诺夫方法给出了反馈方案及其详细的收敛性证明.量子蒙特卡罗模拟与实验参数进行说明这种反馈方案的收敛性和鲁棒性。
2009-05-04 quant-ph
Can there be a Fock state of the radiation field?
我们分析了在微脉塞腔中产生Fock态辐射场的可能障碍。
2006-11-30 quant-ph
Probing the ladder of dressed states and nonclassical light generation in quantum dot-cavity QED
研究了强耦合量子点光子晶体腔中的光子诱导隧穿现象，并描述了如何利用这种隧穿产生主要由特定Fock态组成的光子态.此外，我们还实验研究了光子诱导隧穿随激发激光功率和频率的变化，并在所观察到的光子统计中显示了Jaynes-Cummings哈密顿量的第二阶特征。
2011-10-21 quant-ph
Adiabatic Fock state generation scheme using Kerr nonlinearity
我们提出了一个在克尔腔中通过驱动场强度的绝热变化和腔失谐量确定性地产生Fock态的理论方案。我们证明了产生$n$ -光子Fock态所需的时间是$n$的平方根。克尔系数相对于系统退相干率的要求提供作为所需的状态保真度的函数，表明该计划是潜在的实现与微波超导电路的现有技术水平。
2018-12-19 quant-ph
Few-photon Fock-state wave packet interacting with a cavity-atom system in a waveguide: Exact quantum state dynamics
本文采用波函数方法研究了耦合到Jaynes-Cummings（JC）系统的一维波导中传播的双光子波包的演化。我们推导并求解了一组控制系统量子态的运动方程。这使我们能够提供实时分析的波包双光子联合频谱（2 PJS）的演变和JC系统的激发动力学的过程中，它与双光子脉冲的相互作用。我们证明了在非零原子-腔耦合情况下，JC系统的2 PJS和散射波包的谱发生了变化。此外，利用Schmidt分解，我们证明了散射光子的频率纠缠特性与入射光子的频率纠缠特性相反。
2018-12-07 quant-ph
Few-photon single-atom cavity QED with input-output formalism in Fock Space
描述腔与二能级原子相互作用的Jaynes-Cummings（JC）系统是量子光学中最重要的系统之一。在Fock空间中，利用输入输出理论，我们得到了波导侧耦合JC系统中单光子和双光子输运的解析解。利用这些结果，我们讨论了强耦合和弱耦合两种情况下JC系统作为波导光子开关的条件
2012-08-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Preparation of cavity Fock state superpositions by reinforcement learning exploiting measurement back-action
本文提出基于测量的反馈方法，利用强化学习（TQC和PPO）仅靠测量后作用制备腔Fock态叠加态，实现超98%保真度并自然探测光子跃迁，其中TQC表现更优。
2023-05-18 quant-ph
Generation of multi-photon Fock states by bichromatic adiabatic passage: topological analysis
利用绝热通过技术和修饰本征能面的拓扑性质，提出了一种在原子-脉泽-腔系统中产生多光子Fock态的方案。其机制是通过双色绝热通道将来自脉泽场的光子交换到初始空腔中。交换光子的数量取决于通过和周围的装饰本征能表面的锥形交叉点的绝热动力学的设计。
2004-02-24 quant-ph
High-efficiency single-photon Fock state production by transitionless quantum driving
单光子源是光量子信息处理的关键器件之一。与通常的通过受激拉曼绝热过程获得单光子辐射不同，本文提出了一种利用无跃迁量子驱动技术在通常的原子-腔系统中按需产生光学Fock态的方法。本建议有效地抑制了不必要的，但实际上不可避免的非绝热过渡在以前的绝热计划。因此，即使在存在各种原子和腔耗散的情况下，通过本技术的福克态产生的效率也可以显著地高。
2014-12-12 quant-ph
Relaxation-Rectified Anti-Jaynes-Cummings Cascades for Autonomous Fock-State Stabilization
School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）
该研究提出通过辅助量子比特弛豫校正反杰恩斯-卡明斯相互作用的自主方案，在克尔腔中稳定福克态，相关结果为非经典玻色态制备提供了途径。
2026-08-25 quant-ph
Deterministic production of free-propagating Fock states of programmable photon number from a single atom-cavity system
我们提出了一种从单模光腔与单原子和激光脉冲相互作用中产生按需泄漏Fock态的机制。光子的数目可以选择，因为它是由原子的基态的塞曼子结构及其初始状态决定的。当圆偏振激光脉冲通过远失谐拉曼散射完全转移基态超精细态$F$的塞曼子能级之间的原子布居数从而产生线偏振腔光子时，实现了$1\leq n\leq2F$光子的自由传播Fock态的确定性产生。我们分析了考虑自发损耗和腔阻尼时光场的演化。我们证明了利用同一原子的不同跃迁产生不同光子数的Fock态的可能性。我们还表明，这种技术提供了一个确定性的来源的训练相同的多光子Fock态，如果一个序列的左，右圆偏振激光脉冲。所得到的态在量子计算和模拟中有潜在的应用。
2012-02-21 physics.atom-ph quant-ph
On-demand generation of higher-order Fock states in quantum-dot--cavity systems
高阶Fock态的按需制备在量子信息科学中具有重要意义。我们提出并比较了在固态量子点-腔系统中产生高阶Fock态的不同方案。该方案利用一系列激光脉冲来激发量子点激子和非共振脉冲来控制点和腔之间的失谐。我们的理论研究包括点和腔的损失过程，以及纯退相型耦合到纵向声学声子在一个数字完整的方式。通过超越量子点的两级近似，我们研究了有限交换分裂的影响，更高能量的激子状态的影响，以及用线性偏振激光脉冲激发导致有害的双激子状态。我们预测，在现实条件下，保持腔与量子点共振，直到达到所需的目标状态的协议是能够提供远高于$40\,\%$的Fock态$| 5\rangle$的结晶度。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fock-state preparation based on amplitude amplification in cavity QED
Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（联合量子研究所，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（联合量子信息与计算科学中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Microsystems and Nanotechnology Division, Physical Measurement Laboratory, National Institute of Standards and Technology（微系统与纳米技术部，物理测量实验室，美国国家标准与技术研究院）
研究基于振幅放大的腔量子电动力学相干控制技术，在光学腔平台改进单光子产生协议长度缩放并降误差，在超导量子比特与微波腔耦合平台用定点振幅放大得制备福克态协议及NOON态制备协议。
2026-07-17 quant-ph
Determinisitic Optical Fock State Generation
提出了一种在高精细度光腔中从N个三能级原子中确定性地产生N光子Fock态的方案。该方法应用一个外部激光脉冲产生一个$N$ -光子输出态，同时使原子-腔系统保持在光学暗态的子空间内。我们提出了分析估计的误差，由于从这些暗态的振幅泄漏一般N，并比较它与N \leq 5的数值模拟的明确结果。所示的方法提供了一个强大的N-光子态源在各种实验条件下，是适合于实验实施使用云的冷原子磁捕获在一个腔。所得到的N光子态在非经典态的基础研究和量子信息处理中具有潜在的应用。
2002-11-20 quant-ph
Cavity-Born-Oppenheimer Hartree-Fock Ansatz: Light-matter Properties of Strongly Coupled Molecular Ensembles
本文提出腔玻恩-奥本海默哈特里-福克拟设，用于非微扰自洽描述强耦合分子系综，并通过氟化氢系综验证了腔介导分子间偶极-偶极相互作用对单分子能量的影响。
2023-07-05 physics.chem-ph quant-ph
Teleportation of Cavity Field States via Cavity QED
本文讨论了两种腔场态的隐形传态方案。在第一个方案中，我们考虑在相干态中制备的腔，在第二个方案中，我们考虑在零和一个Fock态的叠加中制备的腔。
2004-10-29 quant-ph
Cavity-assisted spontaneous emission of a single $Λ$-type emitter as a source of single-photon packets with controlled shape
研究了经典泵浦的三能级$Λ$型辐射源在谐振腔中的辐射特性。特别地，研究了出射波包的单光子Fock态激发效率和波包的时空形状。结果表明，对于给定的形状的发射极-腔相互作用，调整的泵浦脉冲的形状，使其能够产生所需形状的单光子Fock态波包的发射效率高。
2018-12-03 quant-ph
Preparing two-atom entangled state in a cavity and probing it via quantum non-demolition measurement
我们提出了一个在泄漏腔中制备一对二能级原子之间最大纠缠态的概率方案，该方案不需要对系统演化和原子初始态进行精确的时间控制.我们发现，这个耗散系统的稳定状态是两个部分的混合物：要么是在他们的基态或在一个最大纠缠的原子。然后，通过在腔模上施加弱探测场，我们能够在不干扰原子系统的情况下区分这些状态，即，经由所述腔传输执行量子非破坏测量。在这个方案中，只有当原子系统处于纠缠态时，才有非零的腔传输，因此探测器中的一次点击就足以确保原子处于最大纠缠态。我们的方案依赖于干涉效应，因为它发生在电磁感应透明现象，使它的作品，即使在腔模式的衰减率比原子场耦合强得多的限制。
2013-07-08 quant-ph
Fock-state stabilization and emission in superconducting circuits using dc-biased Josephson junctions
我们提出并分析了一种不需要任何微波频率控制驱动器的超导微波腔中稳定Fock态的方法。相反，我们的系统利用一个由直流电压偏置的约瑟夫森结，该结耦合到主存储腔和第二辅助腔。我们的分析表明，福克态可以以极高保真度稳定。我们还展示了如何使用相同的系统来制备按需传播的Fock态，再次不使用微波脉冲。
2016-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiphoton Jaynes-Cummings Model: Arbitrary Rotations in Fock Space and Quantum Filters
研究了多光子Jaynes-Cummings模型，探讨了它在量子信息科学中的应用。考虑到原子与光场的强耦合和$N$与光子的相互作用，非线性驱动光场可以在包含真空和$M$态的腔模的Fock空间中作任意旋转，其旋转量为$M<N$ .此外，用线性相干场（许多Fock态的叠加）驱动腔模，只能填充Fock子空间{ $|0\rangle,|1\rangle,..., |N-1\rangle$ }内的腔态，即，我们展示了如何实现一个福克态滤波器，或量子滤波器，它将给定的玻色子模式的动力学限制在有限的希尔伯特空间。这样的装置可以用作有限维量子光学状态的发生器，也可以用作量子光学强度限制器，允许作为特殊情况的单光子脉冲的确定性生成。另一方面，我们的系统还提供了一个非常丰富的物理在弱原子场耦合制度，多光子电磁诱导的类相干现象，诱导一个狭窄的（可控）反射率窗口的非线性探测场。这些结果对于量子信息处理中的应用是有用的，并且也激发了进一步的研究，例如，利用$N$ -光子Jaynes-Cummings系统作为具有谐波谱的量子阱，探索多光子量子干涉。
2019-03-28 quant-ph
Probing the spectrum of the Jaynes-Cummings-Rabi model by its isomorphism to an atom inside a parametric amplifier cavity
我们展示了如何Jaynes-Cummings-Rabi模型的腔量子电动力学可以实现通过一个参数放大器腔内的量子比特的哈密顿同构。这一实现为通过应用于包含量子比特和在阈值以下操作的参量振荡器的参量放大器腔的探针来观察拉比模型的全谱扫清了道路。同构的一个重要结果是实际频率被失谐所取代，这使得达到超强耦合状态是可行的。我们发现，在这一制度的探测光谱显示一个狭窄的共振峰，可以追溯到地面和第一激发态之间的过渡。在能量交叉处给出了这些态的精确形式，然后进行了数值扩展。在交叉点，本征态是光场和原子的纠缠态，其中光场位于压缩猫态中。
2021-02-01 quant-ph
Deterministic generation of an on-demand Fock state
我们从理论上研究了基于JaynesCummings量子随机游走的光子Fock态的确定性产生。然后，我们展示了如何在低温固态量子系统中实现该协议的每个步骤，该系统具有耦合到附近高Q光学腔的纳米金刚石中的氮空位中心。通过应用时间相关的斯塔克位移来控制NV和腔之间的耦合持续时间，并且通过受激发射耗尽（STED）来增加NV的衰减速率，可以按需生成具有高光子数的Fock态。我们的设置可以集成在一个芯片上，可以精确控制。
2013-03-28 quant-ph
Squeezing-enhanced measurement sensitivity in a cavity optomechanical system
我们确定的理论限制，以挤压增强测量灵敏度的机械运动的腔光学机械系统。机械谐振器的运动被转换成腔光场的正交波动，并且对离开腔的光场执行测量。我们比较了测量灵敏度与相干探测和量子增强探测的机械运动，即相干探测场携带真空态和正交压缩真空态的边带频率，分别。我们发现，量子增强探测在未解决的边带机制中的谐振器的运动感测方面几乎没有改善，但可能会显着增加在已解决的边带机制中的谐振器的测量灵敏度。
2016-11-29 quant-ph
Probing Strong Coupling between a Microwave Cavity and a Spin Ensemble with Raman Heterodyne Spectroscopy
拉曼外差光谱是表征自旋能量和动力学的有力工具。该技术使用光泵将相干性从自旋跃迁转移到更容易检测到相干发射的光跃迁。在这里，拉曼外差光谱用于探测耦合到微波腔的正硅酸钇（Y $_2$ SiO $_5$）晶体中的铒掺杂剂的同位素纯化系综。由于铒电子的自旋跃迁是强耦合到微波腔，我们观察到拉曼外差信号的混合自旋腔模式（极化激元）的谐振频率，而不是裸铒自旋跃迁频率。使用耦合系统，我们进行了饱和恢复测量的基态自旋弛豫时间T $_1$ = 10 $\pm$ 3秒，也观察到拉曼外差信号使用的激发态自旋跃迁。我们讨论了这些结果的影响，努力朝着转换微波量子态的光学量子态。
2021-05-12 quant-ph
Probing dissipation process via Fano resonance and collective effect in the X-ray cavity
在不存在时间反演对称性的情况下，将Fano共振的非对称参数q推广到复空间，利用其轨迹研究退相干过程.通过将M $\ddot{\rm{o}}$ ssbauer核系综嵌入到薄膜平面腔中，利用核系综的集体效应研究了非对称参数q随核丰度和角度偏移的变化轨迹.由于集体共振强度的控制方法多种多样，在复平面上存在不同的直线和弧形轨迹，其中斜率和半径可分别通过角度偏移和核丰度进行调节。结果表明，腔与核系综之间的强能量交换可以等效地抑制耗散过程。该结果丰富了非对称参数q在复平面内的表现，为薄膜平面腔退相干研究提供了新的可能性。
2022-01-04 quant-ph
Probing Nano-Mechanical QED Effects
我们提出并研究了一种“本征探测”的方法，在不引入任何外部探测器的情况下，在量子位纳米机械谐振器系统中模拟腔QED效应。这种金属纳米机械谐振器在微弱的驱动电流作用下，可以作为本征探测器，既作为谐振腔又作为探测器。纳米机械谐振器两端电动势的相关谱表明了腔QED效应。利用量子回归定理和微扰理论，我们解析地计算了相关谱。在弱驱动极限下，我们研究了驱动强度以及电荷量子比特与纳米机械谐振器之间的频率失谐对真空拉比分裂的影响。数值计算证实了我们的内在探测方法的有效性。
2009-02-15 quant-ph
Probing superfluidity of periodically trapped ultracold atoms in a cavity by transmission spectroscopy
利用输入输出方法研究了周期玻色凝聚原子与腔光子耦合系统。我们表明，腔将作为一个通过洛伦兹过滤器时，冷凝物的超流分数是最小的或完全反射输入场时，超流分数是最大的。我们表明，通过监测透射场和反射场之间的比率，可以估计超流分数。
2009-05-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Atomic spin squeezing in an optical cavity
本文研究了光腔中原子系综集体自旋矢量的一个分量的压缩。原子与腔模相互作用，通过探测穿过腔的光场的状态来获得压缩。从随机主方程出发，导出了原子态和腔场态的时间演化，计算了原子自旋分量的期望值和方差以及腔模的求积。的设置的性能进行比较，通过探测的光场传输只有一次通过样品的原子的自旋压缩。
2008-05-05 quant-ph
Cavity-assisted spontaneous emission of a single three-level atom as a single-photon source
研究了经典泵浦的$Λ$型三能级原子在同时具有辐射和无用损耗的谐振腔中的受激喇曼相互作用。结果表明，在受激绝热拉曼通道区，腔助电磁场的激发出射波包可以高效地制备成单光子Fock态。在这种情况下，波包的时空形状不依赖于泵浦场的相互作用形状，只要原子与泵浦的相互作用相对于原子与腔辅助场的相互作用有时间延迟。因此，该方案可以用来产生一系列相同的辐射脉冲，每个几乎单光子Fock态。进一步表明，通过控制原子与腔场的相互作用时间，可以控制出射波包的时空形状。
2009-11-19 quant-ph
Probing anharmonicity of a quantum oscillator in an optomechanical cavity
提出了一种高精度测量通过辐射压耦合到光场的量子振子的非谐性的方法。我们的协议使用一系列的脉冲相互作用，以执行一个循环中的相位空间的机械振荡器，这是准备在热状态。我们展示了光场如何获得一个相位依赖于非谐性。值得注意的是，人们只需要很小的机械运动的初始冷却来探测甚至很小的非谐性。最后，通过应用量子估计理论的工具，我们计算了由量子力学提出的估计精度的极限，并将其与可行的测量方法，如零差和外差检测腔场所获得的精度进行了比较。特别是，我们证明了零差检测是接近最佳的限制，大量的光子的领域，我们讨论了小的非谐性的估计精度方面的信噪比。
2016-05-03 quant-ph
Probing nonclassicality in an optically-driven cavity with two atomic ensembles
在开放量子系统的框架下，通过考虑两个二能级原子系综相对于腔场的波节和波腹的不同构型，研究了在由两个二能级原子系综组成的腔场物理系统中观测到非经典特性的可能性.该研究揭示了强存在的非经典特性的物理系统中建立的非经典性，如亚泊松玻色子统计和单模压缩，模间压缩，模间纠缠，反聚束，和转向的许多方面的存在。一些参数的影响，表征物理系统，对不同方面的非经典性也进行了研究。具体而言，据观察，深度的非经典见证参数可以通过外部驱动的合奏与光场之一增强。这项工作是在开放系统的影响，特别是，使用朗之万方程以及一个合适的微扰技术。
2018-07-07 quant-ph
Dissipative phonon Fock state production in strong nonlinear optomechanics
提出了一种确定性耗散方案，用于在非线性量子光机械器件中制备声子Fock态。该系统是由一个机械模式通过辐射压力与光场相互作用，而光模式是激光驱动的解决蓝边带制度。为了使我们的结果易于处理，我们已经切换到一个相互作用的图片在一个位移的基础上，有效的哈密顿量表现出选择性的光子-声子相互作用明确。在适当的参数调整后，类似于腔冷却方案，量子演化允许通过将光学激发动态地导向目标声子状态来将机械自由度转向所需的Fock状态。数值结果，包括退相干的机械和光学自由度，显示出相当强大的良好和坏腔制度的结晶度超过$95\%$。最后，表征所实现的非经典性，以及我们的协议在实验参数下的局限性和可行性，也进行了分析。
2019-01-31 quant-ph
Probing the quantum ground state of a spin-1 Bose-Einstein condensate with cavity transmission spectra
本文提出利用光腔的透射谱来探测自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体的量子基态。通过选择合适频率的圆偏振腔模，可以实现腔模与凝聚体磁化强度的耦合。腔透射谱则包含凝聚体的磁化统计信息，因此可用于区分铁磁和反铁磁量子基态。这种技术也可以用于连续观测旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋动力学。
2009-07-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Toward scalable quantum computation with cavity QED systems
我们提出了一个利用高Q腔进行量子计算的方案，其中量子比特由限制在两个最低Fock态所跨越的空间中的单腔模表示。我们表明，单量子比特操作和通用的多量子比特门可以实现使用原子顺序穿过腔。
2000-04-28 quant-ph
Resolving Phonon Fock States in a Multimode Cavity with a Double-Slit Qubit
我们求解了耦合到多模声腔中的超导量子比特的声子数态。这种分辨率的关键是量子位-声子相互作用中的尖锐频率依赖性，该相互作用是通过将量子位耦合到由$\sim40$声波波长分开的两个位置的表面声波来设计的。类似于双缝衍射，由此产生的自干涉在量子比特-声子相互作用中产生高对比度的频率结构。我们观察到这种频率结构的耦合率多腔模式和量子位自发发射率到无约束模式。我们使用这种尖锐的频率结构，通过将量子比特调谐到相消干涉的频率来解析单个声子，其中所有的声学相互作用都是色散的。通过激发几个失谐但强耦合的声子模式和测量所产生的量子比特谱，我们观察到，对于两种模式，该设备进入强色散制度，其中单个声子的光谱解析。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Enhanced Dark-Matter Search with Entangled Fock States in High-Quality Cavities
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
利用高Q腔中纠缠福克态实现量子增强暗物质探测，通过纠缠分布操作提升扫描速率，克服热激发背景噪声，具备实验可行性。
2026-01-27 quant-ph
Entanglement generation of arbitrary squeezed Fock states
Fuzhou University（福州大学）；RIKEN（理化学研究所）；Yanbian University（延边大学）
本文提出一种高效协议，通过参数驱动和绝热传递生成超导量子比特与压缩腔体间的纠缠，实现复杂非高斯纠缠态的高保真度制备，适用于容错计算和量子计量。
2026-03-30 quant-ph
State-dependent photon blockade via quantum-reservoir engineering
有耗驱动非线性腔中光场或微波场的任意初始态在稳态极限下可以变为真空态和单光子态的部分非相干叠加。这种效应被称为单光子阻塞，这通常是分析克尔型非线性腔参数驱动的单光子过程假设单光子损失机制。我们研究光子封锁工程通过压缩水库，即，一个量子库，其中只允许双光子吸收。也就是说，我们分析了一个有损非线性腔参数驱动的双光子过程，并允许双光子损耗机制，所描述的主方程推导出的双光子吸收水库。利用色散极限下的Jaynes-Cummings相互作用，可调谐二能级系统的线性腔可以实现非线性腔工程。我们证明，通过适当地调节驱动场和二能级系统的频率，腔场的稳态可以是单光子Fock态，也可以是多个Fock态与光子数的部分非相干叠加态，例如，（0，2）、（1，3）、（0，1，2）或（0，2，4）。我们观察到，任意初始相干或非相干叠加的Fock态与一个偶数（奇）光子数可以变成部分非相干叠加的几个Fock态相同的光子数宇称。任意初始态的一般解是上述两个解的加权混合，其中光子数为偶数和奇数，权重分别由测量初始腔场的光子数为偶数和奇数的概率给出。因此，与标准光子封锁相比，我们证明了工程光子封锁中的稳态可以依赖于其初始状态。
2014-09-20 quant-ph
Diffraction of ultra-cold fermions by quantized light fields: Standing versus traveling waves
研究了光腔中量子简并费米子原子对量子光场的衍射。我们比较的情况下，一个线性腔驻波模式的环形腔的两个反向传播的行波模式。结果表明，原子的动力学行为强烈依赖于腔场的量子化过程。对于驻波，腔场和原子之间没有关联。因此，驻波Fock态产生与经典驻波场相同的结果，而相干态引起原子散射的崩溃和复苏。相反，对于行波，散射导致辐射场和原子之间的量子纠缠。这导致了崩溃和复苏的散射概率，甚至福克态。泡利不相容原理表现为散射几率的附加退相。
2004-02-22 quant-ph
Probing higher-order transitions through scattering of microwave photons in the ultrastrong-coupling regime of circuit QED
高阶跃迁可以发生在电路QED的超强耦合区，通过由反向旋转相互作用控制的虚拟过程。我们提出了一种可行的方法来探测高阶跃迁通过传播的微波光子入射到混合量子比特腔系统的散射。散射谱中的线形可以反映量子比特与腔之间的相干相互作用，而布居谱中的高阶跃迁可以被识别。我们进一步发现，如果两个量子比特与腔之间的耦合强度被调谐为非对称的，那么具有Fano线型的暗反对称态也可以从散射谱的变化中被检测到。
2018-05-22 quant-ph
Atomic quantum superposition state generation via optical probing
我们分析了一个协议的性能，准备在两个宏观上可区分的状态叠加的原子系综。该协议依赖于有条件的测量上进行的光场，它与检测前的光学腔内的原子相互作用，我们研究腔增强探测与连续光束的相干和压缩光。在分析中使用的随机主方程表示在探测系统的哈密顿量和探测系统和探测场之间的相互作用，因此是相当普遍适用的。
2008-12-21 quant-ph
Quantum non-Gaussian high Fock states of light pulses and their superpositions
针对光脉冲高Fock态及其叠加态生成难题，提出结合光学延迟元件的优化高Q腔原子-光作用滤波协议，可实现十光子Fock态（20%成功率）和两光子叠加态（50%成功率）制备，验证其量子非高斯特性及多场景应用潜力。
2025-09-05 quant-ph
Stochastic Mean-field Theory for Conditional Spin Squeezing by Homodyne Probing of Atom-Cavity Photon Dressed States
Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Institut（研究所）
本文提出一种随机均场理论用于研究强耦合光学腔体中大量三能级原子的条件量子自旋压缩，通过模拟验证其有效性，并拓展至更多量子测量效应研究。
2026-02-12 quant-ph
Standard Quantum Limit for Probing Mechanical Energy Quantization
我们推导出一个标准的量子极限探测机械能量子化的一类系统的机械模式参数耦合到外部的自由度。为了解决一个单一的力学量子，它需要一个强耦合的制度-外部自由度的衰减率小于参数耦合率。在腔辅助光学机械系统的情况下，例如由Thompson等人提出的系统，机械振荡器的零点运动需要与光学系统的线性动态范围相当，光学系统的线性动态范围的特征在于光波长除以腔精细度。
2009-08-12 quant-ph
Deterministic subtraction of single photons based on a coupled single quantum dot-cavity system
我们描述了一个在Voigt组态中的固态系统中的确定性单光子减法方案，该系统由一个带电的量子点耦合到一个双模光子晶体腔中，并施加一个中等的磁场。我们数值模拟的光脉冲注入到双模腔的模式之一，并表明，该系统确定性地转移一个光子到第二个腔模式的输入脉冲的形式Fock状态和相干状态。
2019-03-29 quant-ph
