Three wave mixing vacuum squeezing generation in a SNAIL-based Traveling-Wave Parametric Amplifier with alternated flux polarity
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理中心）；Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università di Napoli “Federico II,”（那不勒斯费德里科二世大学埃托雷·潘奇尼物理系）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica (DICEM), Università di Cassino e Lazio Meridionale（卡西诺与拉齐奥南部大学土木机械工程系）；Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell’Informazione, Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学电气与信息技术工程系）
本文研究了基于SNAIL的行波参数放大器中通过残余三波混频生成真空压缩的现象，探讨了四波混频与三波混频非线性竞争的影响，为微波光子学应用提供了新见解。
2026-05-12 quant-ph
A solid-state quantum memory based on a continuous optoacoustic system
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Institute of Photonics, Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学光子学研究所）；TU Darmstadt, Institute for Applied Physics（达姆施塔特工业大学应用物理研究所）；Department of Physics, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希-阿历山大大学物理系）
本文提出一种基于光声耦合的固态量子存储方案，实现宽频带量子态存储与检索，展示了高保真度存储和检索 squeezed 及 entangled 状态的能力，验证了连续 Brillouin 光声学系统作为大规模量子存储和多模式信号处理平台的可行性。
2026-04-07 quant-ph
Atom walking in a traveling-wave light
本文研究了超慢单原子与行波光场相干耦合时的力学运动。该系统的主要噪声来源于原子波包中连续动量分布引起的多普勒展宽。本文证明了在强耦合区，多普勒展宽可以得到有效的抑制。在相干耦合作用下，单个中性原子周期性地沿一定方向运动。运动的方向取决于原子在与光学跃迁相关的两个内部状态中的占据，因为原子将受到取决于内部状态的吸引力或排斥力的影响。它类似于作用在带负电或带正电的粒子上的电力。我们解释了它们与自旋轨道耦合的原子，这是隐藏在我们的哈密顿。这些结果对未来原子器件的构建具有潜在的应用价值。
2023-03-02 physics.atom-ph quant-ph
Continuous decomposition of quantum measurements via qubit probe feedback
已知任何两个结果的量子测量都可以通过反馈回路被分解为一个连续的随机过程。在这篇文章中，我们描述了这些分解是可能的，当反馈回路的每次迭代由与探针系统的相互作用引起的弱测量组成。我们限制自己的情况下，当探针是一个量子比特和探针和系统之间的相互作用哈密顿量是常数。我们发现，即使有能力在整个连续分解过程中执行任意单一脉冲，只有两个不同的奇异值的广义测量是可以实现的。然而，这足以使用量子位探针和简单的相互作用哈密顿量来分解广义量子位测量。
2014-06-19 quant-ph
Continuous-variable quantum process tomography with squeezed-state probes
我们提出了一个连续变量量子操作的层析表征过程，该过程采用零差检测和单模压缩探测态，具有固定的压缩度和反压缩度以及可变的压缩椭圆位移和方向。福克基量子过程矩阵的密度矩阵元素可以通过对零差数据上表现良好的模式函数求平均来估计。我们表明，这种方法可以直接扩展到表征量子测量设备。探针状态可以是混合的，这使得所提出的过程对于当前技术是可行的。
2015-08-07 quant-ph
Optimal probes for continuous variable quantum illumination
量子照明的任务是在嘈杂的环境中确定物体的存在。在零反射率的限制下，我们确定了量子照明的最佳连续变量态。我们证明了最佳单模态是相干态，而最佳双模态是双模压缩真空态。我们发现，这些探头在非零反射率不是最佳的，但仍然接近最佳。这证明了连续变量平台对于实验上可访问的、接近最佳的量子照明实现的可行性。
2021-06-17 quant-ph
Continuous-variable quantum probes for structured environments
我们解决复杂/结构化系统的参数估计，并提出了一个有效的估计方案的基础上连续变量量子探针。特别是，我们研究了使用一个单一的玻色子模式作为探针欧姆水库，并获得最终的量子极限，以精确估计其截止频率。我们假设探针是在高斯态下制备的，并确定了最佳工作状态，即在初始制备、储存温度和相互作用时间方面使量子费舍尔信息最大化的条件。在研究可行测量的Fisher信息后，我们得到了一个显著的简单结果：正则变量的零差检测允许在适当的温和条件下达到最终的量子极限。最后，在利用微扰的方法，我们发现不变的甜蜜点的（可调）的特征频率的探头，能够驱动探头朝向最佳的工作制度。
2017-10-17 quant-ph
Pairwise entanglement and readout of atomic-ensemble and optical wave-packet modes in traveling-wave Raman interactions
本文从光学波包模和原子系综空间模两个方面分析了单次线性受激拉曼散射过程中激发的Stokes光和原子电子极化的量子纠缠。这个过程的输出被证实是分解成多个离散的，玻色子模式对，每对经历独立的演化成一个双模压缩态。为此，我们扩展了Bloch-Messiah约化定理，以前已知的离散线性系统（S。L. Braunstein，Phys. Rev. A，第71卷，055801（2005））。我们提出了典型的模式功能的情况下，一维散射的原子蒸汽。我们发现，在色散的情况下，一个模式对占主导地位的过程中，导致一个简单的解释纠缠在这个连续变量系统。然而，许多模式对被激发在存在的色散诱导的时间走离的斯托克斯，见证了光子计数统计。我们还考虑了使用反斯托克斯散射过程读出存储的原子极化。我们证明了读出过程也可以分解成多个模式对，每对经历独立的演变类似于一个分束器变换。我们表明，这个过程可以在现实的实验条件下，单位效率。可以预测输出光波包的形状。在单位读出效率的情况下，其仅包含源自指定原子激发模式的激发。
2005-12-19 quant-ph
Probe thermometry with continuous measurements
本文研究连续监测两能级探针热跃迁的实时测温，采用贝叶斯方法比较玻色与费米环境，并证明自适应策略可提升精度但短时间内更易受噪声影响。
2023-07-25 quant-ph
Continuous-variable quantum sensing of a dissipative reservoir
提出了一种连续变量的量子传感方案，在非马尔可夫动力学框架下，利用谐振子作为探测器来估计量子库的谱密度参数.结果表明：（i）优化动量-位置型耦合在整个探针-库相互作用哈密顿量中的权重，（ii）由探针提供的初始量子压缩源，（iii）由非马尔可夫效应诱导的非正则平衡，（iv）施加外驱动场，可以有效地提高传感灵敏度.我们的研究结果在理解和控制耗散连续变量系统的退相干方面可能有一些潜在的应用。
2022-06-01 quant-ph
Information/disturbance trade-off in continuous variable Gaussian systems
我们解决的信息/干扰权衡状态测量连续变量高斯系统，并建议最小的计划实施。在我们的方案中，从一个给定的字母表的符号被编码在一组高斯信号耦合到一个探针激发在一个已知的状态。在交互之后，测量探头，以便推断传输状态，而信号的条件状态留给后续用户。这些方案是最小的，{ \em i.e.}涉及单个附加探针，并且允许连续实字母表在量子信道上的非破坏性传输。信息增益和状态干扰之间的权衡是量化的qualities和优化后的测量，分析的信号和探针所携带的能量。我们发现，传输保真度只取决于信号和探针的能量，而估计保真度还取决于字母表的大小和测量增益。增加探测能量并不一定导致更好的折衷，最相关的参数是字母表大小和信号宽度之间的比率，这又决定了信号能量的分配。
2006-05-23 quant-ph
Continuous Weak Measurement and Nonlinear Dynamics in a Cold Spin Ensemble
原子自旋系综的弱连续量子测量可以通过非共振探测光束的法拉第旋转来实现，并且可以用于创建和探测非经典自旋状态和动力学。我们发现，探测光的位移导致自旋动力学的非线性，并限制了有用的法拉第测量窗口。去除非线性允许在由退相干设置的更长时间尺度上进行非扰动测量。非线性自旋哈密顿量在量子混沌研究和实时量子态估计中具有重要意义。
2004-10-14 quant-ph
Joint weak value for all order coupling using continuous variable and qubit probe
量子力学中的弱测量概念在实现明显违反直觉的量子效应方面获得了重大而广泛的兴趣。近年来，一些理论和实验工作已被报道，以证明联合弱值的两个可观的耦合强度被限制到二阶。在本文中，我们扩展了这样的配方，提供了一个完整的治疗联合弱测量场景的所有阶耦合的观察满足$A^2=\mathbb{I}$和$A^2=A$，这使我们能够揭示一些迄今未开发的功能。通过考虑探针状态是离散的，以及连续变量，我们演示了如何联合弱值可以推断出任何给定的耦合强度。一个特别有趣的结果，我们指出，即使初始指针状态是不相关的，单指针位移可以提供有关联合弱值的信息，如果考虑至少三阶的耦合。作为该方案的一个应用，我们通过考虑连续和离散的米波态，给出了著名的Hardy佯谬的全阶耦合处理，并展示了在弱耦合极限下，负联合弱概率是如何出现在量子佯谬中的。
2017-08-24 quant-ph
Continuous decomposition of quantum measurements via Hamiltonian feedback
我们刻画了一组广义量子测量，它可以被分解成一个连续的测量过程，使用一个探针量子比特流和一个可调的相互作用哈密顿量。流中的每个探针与目标量子系统弱相互作用，然后在标准基础上进行投影测量。该测量结果用于闭环反馈回路中，以调整下一个探测器的相互作用哈密顿量。由此产生的演化是一个随机过程，具有一维随机游走的结构。为了保持这种结构，并要求在长时间内测量结果与路径无关，允许的相互作用哈密顿量必须位于限制集中，使得目标系统上的哈密顿量项形成有限维约当代数。这种代数结构的相互作用哈密顿产生了一个大类的广义测量，可以连续执行我们的计划，我们充分描述了这一套。
2015-04-15 quant-ph
Quantum state engineering of light with continuous-wave optical parametric oscillators
工程化行进光场的量子态的能力是量子信息科学和技术（包括量子通信、计算和计量学）的中心要求。在这篇视频文章中，我们描述了非高斯态的可靠产生，包括单光子态和相干态叠加，使用条件制备方法对光学参量振荡器发出的非经典光进行操作。第一和第二类相位匹配OPO低于阈值工作，即单模或双模压缩真空源，被认为是和常见的程序，如所需的频率滤波或高效率的量子态表征的零差，被详细介绍。所报道的方法实现了与目标状态的高保真度，并在良好控制的时空模式下生成状态，这是它们在后续协议中使用的关键特征。
2014-07-01 quant-ph
Nondestructive verification of continuous-variable entanglement
提出了一种在连续变量的情况下，在不破坏两个系统及其纠缠的情况下验证两体纠缠的光学方法。为了对纠缠进行无损验证，该方法依赖于信号模式与两个辅助探测模式的分束器和量子非破坏（QND）相互作用。通过零差检测来测量探测模式，并将所获得的信息用于信号模式的前馈调制，结束该过程。用QND过程中的优值来表征该方法，我们可以建立有效量子方案的条件。基于这样的条件，它表明，从零差探测探测模式获得的经典信息是足够的，以验证输出信号模式的纠缠。在高斯模的情况下，由于增加的噪声对输出纠缠的处理影响进行了评估。
2016-07-04 quant-ph
Faraday spectroscopy in an optical lattice: a continuous probe of atom dynamics
利用线性法拉第效应对囚禁在光晶格中的激光冷却原子样品的自旋进行了连续测量。其中一束光晶格光束也用作探测光束，从而允许人们以最小的扰动实时监测原子动力学。一个简单的理论来预测的测量灵敏度和相关的成本方面的退相干所造成的散射的探测光子。计算的信噪比在测量的拉莫尔进动被发现同意与实验数据的晶格强度和失谐范围很广。最后，量子反作用估计通过比较测量灵敏度自旋投影噪声，并显示在当前的实验中是微不足道的。在光晶格中基于法拉第光谱的连续量子测量为量子反馈和经典混沌量子系统的研究开辟了新的可能性。
2003-04-24 physics.atom-ph quant-ph
A Continuous Non-demolition Measurement of the Cs Clock Transition Pseudo-spin
我们证明了一个弱的连续测量的赝自旋与时钟跃迁的样品中的Cs原子。我们的方案使用了一个光学探针附近的D1过渡调谐来测量样品的双折射，这取决于集体赝自旋的z分量。在某些探测频率下，时钟状态的差分光移消失，测量是非扰动的。在稠密样品中，这种测量可以用来压缩集体钟的赝自旋，并有可能提高原子钟和干涉仪的性能。
2006-04-17 quant-ph
Magic-wavelength Faraday probe measures spin continuously and without light shifts
本文描述了一种色散法拉第原子自旋探针，它能连续地对量子气体的自旋投影进行超过一秒钟的微弱测量。到目前为止，将明亮的远共振探针聚焦到量子气体上已被证明是侵入性的，这是由于强烈的标量和矢量光位移产生偶极和Stern-Gerlach力。我们发现，调谐探针附近的魔零波长在790 nm之间的精细结构的双重的$^{87}$ Rb取消标量光移位，和偏振的仔细控制消除了矢量光移位。法拉第旋转由于每个精细结构线加强在这个波长，提高了信噪比的固定速率的探针诱导的退相干。使用这种微创自旋探针，我们进行高时间分辨率的微尺度原子磁力。对单个旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的拉莫尔旋进信号的谱图分析测量时变磁场强度，每5 ms精确度为1 μG;或者等效地，以$10\,\mathrm{pT/\sqrt{Hz}}$灵敏度进行> 200次连续测量。
2017-05-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Continuous-variable entanglement of two bright coherent states that never interacted
研究了一对倏逝耦合非线性$χ^{(2)}$波导在简并下转换下亮量子态的连续变量纠缠。我们考虑的情况下，只有能量的非线性产生的字段之间的波导交换，而泵场保持独立地引导在每个原始波导。我们表明，该设备，当操作在耗尽制度，纠缠的两个非相互作用的明亮的泵浦模式，由于非线性级联效应。当适当地设置某些系统参数时，可以产生双色四体纠缠。该器件工作在行波配置中，使得产生的量子光显示出宽光谱。所提出的设备可以很容易地实现与当前的技术，因此代表作为一个很好的候选人源的二分或多分纠缠态的新兴领域的光学连续变量量子信息处理。
2017-11-09 physics.optics quant-ph
Multipartite continuous-variable quantum nondemolition interaction and entanglement certification and monitoring
Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Alfenas（阿尔芬纳斯联邦大学科技研究所）
本研究将量子非破坏相互作用拓展至信号与探针均为多方连续变量系统的场景，提出基于分束器耦合、零差探测和前馈调制的通用方案，可实现纠缠认证与监测。
2025-05-08 physics.optics quant-ph
Prediction and retrodiction for a continuously monitored superconducting qubit
通过微波场在三维腔体上的反射来监测超导transmon量子比特的量子态。从测量记录推断的信息被并入密度矩阵$ρ_t$中，该密度矩阵以探测结果为条件直到$t$，并且被并入辅助矩阵$E_t$中，该辅助矩阵以在$t$之后获得的探测结果为条件。在这里，我们从实验数据中获得这些矩阵，并说明它们在预测和追溯弱和强量子比特测量结果中的应用。
2014-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
All-optical switching in a continuously operated and strongly coupled atom-cavity system
实验研究了超冷~（85）Rb原子在暗磁光阱（DMOT）中与光学法布里-珀罗腔耦合后的集体强耦合、光学双稳和全光开关。强耦合是通过测量弱同轴探测光束的真空拉比分裂（VRS）来建立的。测量了VRS对探测光功率的依赖关系，观察到了腔传输的双稳态。我们演示了使用自由空间离轴控制光束通过原子-腔系统的探测光束的传输控制，并表明使用微瓦控制功率可以在微秒的时间尺度内打开和关闭腔传输。设想该系统可作为一种工具，进行灵敏、现场和快速的测量。
2016-11-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Repeated quantum non-demolition measurements: convergence and continuous-time limit
我们分析了足够普遍的重复间接测量模型，其中量子系统与随机选择的探针进行冯诺依曼直接测量。我们证明，在适当的假设下，系统状态的概率分布收敛后，大量的重复间接测量，以兼容的方式与量子波函数崩溃。类似地，系统密度矩阵的修改版本收敛。我们表明，收敛是指数的一些相关的平均相对熵的速度。我们还证明了，在适当的重新标度的系统和探针的相互作用，状态概率分布和系统密度矩阵的随机微分方程建模连续时间量子测量的解决方案。我们分析了这些连续时间过程的大时间收敛性，并证明了收敛性。
2012-06-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
