Cavity-Mediated Entanglement Generation Via Landau-Zener Interferometry
我们展示了量子控制和纠缠产生使用的朗道-齐纳分束器通过耦合两个transmon量子比特的超导腔形成。通过避免交叉的腔介导的量子比特-量子比特的单通道提供了朗道-齐纳跃迁公式的直接测试。连续扫描导致朗道-齐纳-施托克伯格干涉图样,其可见度可以通过调节非绝热和绝热区域的水平速度来灵敏地调谐。双量子位态层析成像表明,贝尔态可以通过单通道产生,保真度为78%,受量子位弛豫的限制。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ramsey interferometry with ultracold atoms
研究了非共振情况下超冷二能级原子通过两个分离激光场的情形。我们表明,原子量子化运动的影响显着改变的干涉条纹的行为相比,这种光学拉姆齐干涉仪的半经典描述。利用双通道递推关系,我们可以用单激光散射振幅表示双激光散射振幅,并给出明确的解析结果。当考虑越来越慢的原子时,系统的传输概率从干涉行为到散射共振占主导地位的制度发生了很大的变化。这可以理解为在弱场或强场极限中主导总体传输概率的不同轨迹族。
2006-02-02 quant-ph
Quantum-Classical Correspondence: Controlling Quantum Transport by State Synthesis in Ion Traps
一个程序,以提高量子-经典对应,即使在远离经典极限的情况下,提出。它是基于控制经典区域之间的量子输运使用的能力,在离子阱中合成任意的运动状态。量子屏障和通道的运输可以选择相关的频率。然后,这种技术被应用于稳定的量子运动到经典结构或改变不可积系统中的动态隧穿。
1999-04-06 quant-ph
Exactly solvable two-level quantum systems and Landau-Zener interferometry
我提出了一个简单的算法的基础上的一种类型的部分逆向工程,产生无限数量的精确解析解的薛定谔方程的一般时间依赖的两级哈密顿量。我证明了这种方法,推导出新的精确解对应的快速控制脉冲,包含任意多个可调参数。结果表明,形式主义是自然适合于生成分析控制协议,执行精确的非绝热快速通过和朗道-齐纳干涉附近的量子速度限制。导出了朗道-齐纳干涉图样的一般精确公式。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum computation with surface-state electrons by rapid population passages
量子计算需要相干地控制量子比特的演化。通常,这些操作通过精确设计拉比振荡和可调谐位间耦合的持续时间(诸如$π$脉冲)来实现。放松这一要求,在这里,我们表明,所需的人口之间的逻辑状态的转移可以确定性地实现(因此量子计算可以实现)的时间和非时间,通过执行持续时间不敏感的量子操纵。我们的建议是特别证明与表面态的电子漂浮在液氦,但也可以应用到其他人工可控系统的量子计算。
2012-09-15 quant-ph
Complete transfer of populations from a single state to a pre-selected superposition of states using Piecewise Adiabatic Passage: Experiment
我们证明了一种从单量子态到相干叠加态的绝热布居转移方法。传输是用飞秒脉冲执行的,以简单直观的方式进行光谱整形,不需要迭代反馈控制回路。与非绝热激发方法相比,我们的方法对激光强度的精确值不敏感。我们证明了布居转移是完全的,并分析了控制激发本征态的相对相位和振幅的可能性。我们讨论了所提出的控制方法的局限性,由于动态电平的变化,并建议减少其影响的方法。
2009-09-05 quant-ph
Robust stimulated Raman shortcut-to-adiabatic passage by invariant-based optimal control
在基于绝热演化的三能级量子系统中,受激拉曼绝热通道(STIRAP)是一种在两个具有相同宇称的离散量子态之间精确转移布居数的有效方法。该技术在物理、化学等许多领域具有广泛的理论和实验应用。在这里,我们提出了一个普遍强大的方法来加快STIRAP与不变量为基础的捷径绝热。通过对动力学过程的控制,我们反求出了一族哈密顿量,该哈密顿量可以实现从第一层到第三层的快速、准确的布居转移,同时系统误差在总体上得到了很大的抑制.此外,详细的权衡之间的关系的中间态的人口和拉比频率的振幅在转移过程中示出。这些结果为今后量子信息处理中操纵三能级量子系统的演化提供了一条最佳途径。
2021-03-02 quant-ph
Controlling the phase of a light beam with a single molecule
我们采用外差干涉法来研究单个有机分子对传输激光束相位的影响。我们报告的第一个相衬图像的单个分子,并展示了单分子的电光相位开关,通过施加电压到嵌入在样品中的微电极。我们的研究结果可能会发现在单分子全息,快速光相干信号处理,和单发射量子操作的应用。
2011-03-30 physics.optics quant-ph
Stückelberg interferometry using spin-orbit-coupled cold atoms in an optical lattice
研究了光晶格中自旋-轨道耦合冷原子的时间演化,其能谱具有两个避免交叉的双带。施加一个力,使原子经历两个连续的朗道-齐纳隧穿,同时横向避免交叉。Stückelberg干涉产生于两个隧穿之间绝热演化过程中积累的相位。这个阶段是规范场相关的,因此提供了新的机会来测量合成的规范场,这是通过计算自旋跃迁概率后,双通道过程进行验证。计算了系统的自旋几率随时间的变化和时间平均的自旋几率,发现了共振态,并证明了手征布洛赫振荡和富自旋-动量锁定行为。
2020-09-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Application of adiabatic passage in Rydberg atomic ensembles for quantum information processing
综述了利用绝热快速通过和受激拉曼绝热通过相干控制原子系综里德伯量子态的方法。这些方法通常用于简单的二能级和三能级系统中的粒子数反转。我们表明,绝热技术使我们能够控制人口和相位动力学的复杂纠缠态的介观原子系综的量子信息处理与里德伯原子。基于绝热通过、里德伯阻塞和里德伯原子中的Förster共振,我们还提出了几种单量子比特和双量子比特的量子门方案。
2020-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Macroscopic superpositions in Bose-Josephson junctions: Controlling decoherence due to atom losses
研究了原子损耗对超冷原子二元混合物非耗散动力学产生的相干态宏观叠加态的影响。我们确定不同的退相干情况下对称或不对称的损失率和相互作用能在这两种模式。在对称的情况下,叠加态中的量子相干性在单个损失事件之后丢失。通过适当调整的能量,我们表明,叠加可以得到保护,导致量子相关有用的原子干涉,即使在许多损失事件。
2013-06-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Diverse methods and practical aspects in controlling single semiconductor qubits: a review
本文综述了共振激发、绝热捷径、复合脉冲和量子最优控制等方法,及其在单半导体自旋与电荷量子比特高保真、抗噪声量子门实现中的实践。
2024-12-04 quant-ph
Inelastic Mach-Zehnder Interferometry with Free Electrons
我们使用一种新型的扫描电子马赫-曾德尔干涉仪在传统的透射电子显微镜进行非弹性干涉成像与自由电子。电子波函数在两条路径中制备,这两条路径在金纳米颗粒的相对侧上通过,其中等离子体激元在路径重新组合以产生电子干涉之前被激发。我们表明,测得的光谱与理论预测是一致的,特别是由非弹性散射电子形成的干涉信号是π相位相对于由弹性散射电子形成的。这种技术对局部光学模式的相位敏感,因为干涉信号相当于透射电子的相当大的一部分。因此,我们认为,非弹性干涉成像与我们的扫描电子马赫-曾德尔干涉仪提供了一个新的平台,控制横向动量的自由电子和研究相干电子-物质相互作用在纳米尺度。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent control of mesoscopic atomic ensembles for quantum information
我们讨论了相干控制介观原子系综的方法,其中原子的数量从一个实验运行到下一个随机变化。所提出的方案是基于绝热通道和里德伯阻塞,并可用于实现一个可扩展的量子寄存器所形成的随机加载的光偶极陷阱的阵列。
2013-10-15 quant-ph
Time-Reversal-Symmetric Single-Photon Wave Packets for Free-Space Quantum Communication
提出了读出和检索过程,用于在编码在单个原子或离子的能级结构中的物质量子比特和编码在时间反演对称的单光子波包中的光子量子比特之间进行高效、高保真度的量子态传输。它们基于通过受激拉曼绝热通道在自由空间中按需控制物质量子比特的自发光子发射和吸收。由于这些过程不涉及高精细腔的模式选择或通过光纤的光子传输,因此它们作为自由空间量子通信协议的基本构建模块提供了有趣的前景。
2015-05-13 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity: concepts, methods, and applications
绝热性(STA)的捷径是快速路线的最终结果的缓慢,绝热变化的控制参数的系统。这些捷径是由一套适用于不同系统和条件的分析和数值方法设计的。将STA方法应用于量子系统的动机是在比退相干时间更短的时间尺度上操纵它们。因此,在原子、分子和固态物理学中,绝热性的捷径已经成为制备和驱动内部和运动态的工具。应用范围从基于门或模拟范例的信息传输和处理到干涉测量和计量。用于控制参数的STA路径的多样性可用于增强对噪声和扰动的鲁棒性或优化相关变量。由于绝热性是一种普遍的现象,STA方法也扩展到量子世界以外的光学器件,经典力学系统和统计物理。绝热性的捷径与其他概念和技术结合得很好,特别是与最优控制理论,并提出基本的科学和工程问题,如寻找速度限制,量化第三定律,或确定过程能源成本和效率。本文综述了绝热性研究的概念、方法和应用,展望了绝热性研究的前景,并提出了有待解决的问题和挑战。
2019-11-08 quant-ph
Control of valence-electron motion in Xe cations using the stimulated-Raman-adiabatic-passage technique
University of Arizona(亚利桑那大学)
本文提出利用STIRAP技术控制氙离子价电子运动,通过量子态叠加调控实现超快电荷迁移,并结合阿秒光谱探测系统。
2026-01-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Interference in Atomic Systems
本文探讨了量子干涉在原子系统中的三种表现形式(光学干涉、原子干涉和原子自干涉)及其在量子信息处理、精密测量和导航等领域的深远科学意义。
2025-02-03 quant-ph
Qubit thermodynamics: Entropy production from nonadiabatic driving
本研究将量子比特控制中的非绝热误差视为熵产生,通过Landau-Zener协议证明在超绝热框架下熵近单调增加,并指出第二定律违反需精细控制。
2025-06-19 quant-ph
Revealing and concealing entanglement with non-inertial motion
光子干涉和聚束是被广泛研究的量子效应,也被提出用于高精度测量。在这里,我们构建了一个理论描述的旋转平台上的光子干涉,特别是探索非惯性运动,相对论和量子力学之间的关系。在此基础上,我们提出了一个仅通过控制干涉仪的旋转运动来揭示或隐藏光子纠缠的实验,从而为研究量子力学和相对论之间的边界提供了一条途径。
2019-11-14 gr-qc physics.optics quant-ph
Multiqubit quantum phase gate using four-level superconducting quantum interference devices coupled to superconducting resonator
本文提出了一种利用四能级超导量子干涉器件(SQUID)耦合到超导谐振器上实现一个量子比特同时控制两个目标量子比特的三量子比特量子相位门的方案。最低的两个层次|0>和|每个SQUID的高能级被用来表示逻辑状态,|2>和|3>用于门实现。我们的方案不需要绝热通道、二阶失调以及在门操作期间调整能级间距,从而显着减少了门时间。该方案推广到任意n比特量子相位门。我们还应用该方案实现了三量子比特的量子傅里叶变换。关键词:量子相位门,超导量子干涉器件,超导谐振器,量子傅里叶变换
2012-12-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Crossover from Rabi oscillations to adiabatic population switching in the Faraday optical control of quantum dot spins
TU Dortmund University(多特蒙德工业大学);University of Cambridge(剑桥大学);Wrocław University of Science and Technology(弗罗茨瓦夫科技大学)
通过研究法拉第几何中受激拉曼跃迁的斯塔克位移振荡,揭示了从拉比振荡到绝热布居转换的连续交叉机制,并利用Landau-Zener-Stückelberg干涉实现了阶梯式布居反转。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrically tunable quantum interference of atomic spins on surfaces
本研究通过扫描隧道显微镜中的电场调控原子自旋间的磁相互作用,实现了单自旋和耦合自旋对的LZSM量子干涉,为强驱动下全电学量子操控开辟了新途径。
2025-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum information processing in modular cavity QED architectures
本论文围绕腔QED量子信息处理,研究量子比特噪声谱学、量子比特-路径纠缠及其在相位传感和远距离纠缠中的应用,并提出基于光子损失鲁棒性的稳定子测量与远距离纠缠门协议,为模块化量子计算架构奠定基础。
2025-05-07 quant-ph
Multiphoton transitions in Josephson-junction qubits (Review Article)
两个基本的物理模型,一个二能级系统和一个谐振子,实现了在介观尺度上的耦合量子比特和谐振子。此外,现实系统还包括用于控制量子位能级与其粒子数之间的距离并读出谐振器状态的电子器件,以及不可避免的耗散环境。这种丰富的系统是有趣的介观尺度上的基本量子现象的研究,并作为一个有前途的系统,为未来的电子器件。我们提出了最近的结果驱动超导量子比特谐振器系统,其中的谐振器可以实现为LC电路或纳米机械谐振器。大多数结果可以用半经典理论来描述,其中量子比特被视为耦合到经典驱动场和经典谐振腔的量子二能级系统。应用这个理论可以描述单量子比特和双量子比特的许多现象,其中包括:平衡态和弱驱动谱,西西弗斯阻尼和放大,朗道-齐纳-施托克伯格干涉,直接和阶梯型多光子跃迁,以及激光的逆布居数的产生。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph