Atomic Quantum State Teleportation and Swapping
提出了一套利用Einstein-Podolsky-Rosen光进行原子量子态隐形传态和交换的方案。该协议适用于原子的宏观样本的集体自旋状态，即连续的原子变量。分析了实验实现气体原子隐形传态的可行性。
2000-03-04 quant-ph
Entangling the ro-vibrational modes of a macroscopic mirror using radiation pressure
本文研究了可维持拉盖尔-高斯模的光学法布里-珀罗腔的振动和旋转端镜的动力学。我们从理论上证明，由于腔内场进行线性以及角动量，辐射压力可以创建一个振动和旋转模式的镜子之间的二分纠缠。此外，我们表明，振动和旋转耦合与辐射场的比例可以很容易地通过实验进行调整，这使得纠缠的产生和检测对腔制造中的不确定性具有鲁棒性。这构成了第一个证明同一宏观物体的两个性质不同的自由度之间纠缠的提议。
2007-12-11 quant-ph
Quantum teleportation of spin coherent states: beyond continuous variables teleportation
我们提出了一个量子隐形传态方案，可以在两个位置之间传输一个宏观自旋相干态。在该方案中，量子比特的大量副本，如在相干的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中实现的，仅使用基本操作和测量被传送到遥远的宏观自旋相干态。我们分析了在退相干情况下，该协议的误差与自旋相干态粒子数N的关系，发现它与N成正比。
2014-07-29 physics.atom-ph quant-ph
Teleportation of an atomic ensemble quantum state
提出了一种利用一对量子关联原子系综实现宏观原子系综的高保真量子态隐形传态的方案。我们展示了如何利用光与原子之间的准完美量子态转移过程来制备这对系综。我们的协议依赖于原子系综态的光学联合测量和磁反馈重建。
2004-07-30 quant-ph
Quantum teleportation between light and matter
量子隐形传态是分布式量子网络的重要组成部分，也可以作为量子计算机的基本操作。隐形传态最初被证明是将一束光的量子态转移到另一束光上;后来的发展使用了光学中继，并证明了连续变量的纠缠交换。在两个单一物质粒子（被捕获的离子）之间的量子态的隐形传态现在也已经实现。在这里，我们展示了不同性质的物体之间的隐形传态-光和物质，分别代表“飞行”和“静止”媒体。一个编码在光脉冲中的量子态被传送到一个宏观物体上（一个包含10^12个铯原子的原子系综）。确定性隐形传态的平均光子数（n）高达几百组的相干态实现。当n=20时，量子效率为0.58 ± 0.02，当n=5时，量子效率为0.60 ± 0.02，比任何经典的态转移都要高。除了基本的兴趣，隐形传态使用宏观原子系综是相关的量子中继器的实际实现。实现量子网络的一个重要因素是发射器和接收器之间的隐形传态距离;在本实验中，这是0.5米。由于我们的实验使用传播光来实现隐形传态所需的光和原子的纠缠，因此目前的方法应该可以扩展到更长的距离。
2006-10-23 quant-ph
Entanglement and teleportation of macroscopic continuous variables by superconducting devices
电流偏置低温超导约瑟夫森结（JJ）的动力学描述为“搓衣板”势中虚拟粒子的量子化运动。JJ的搓衣板势中紧密束缚态的长相干时间促使人们努力耦合JJ并将它们作为纠缠量子位操作，从而能够形成可扩展量子计算机的构建模块。在这里，我们考虑一个迄今为止尚未探索的量子方面耦合JJ：产生爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）纠缠的连续变量，即，他们的磁通量和感应电荷的能力。这种纠缠，除了其概念上的新颖性，是一个深远的目标的先决条件：传输的通量和电荷变量之间的JJ，实现一个未知的量子态沿网络的设备。
2005-04-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Deterministic quantum teleportation between distant atomic objects
量子隐形传态是量子网络的重要组成部分，也是量子计算的基石。利用光作为量子信息载体在遥远的物质对象之间进行隐形传态一直是一个特别令人兴奋的目标。在这里，我们展示了量子隐形传态的一个新的元素，在遥远的物质对象之间的确定性连续变量（cv）隐形传态。这些物体在室温下是宏观的原子系综。隐形传态所需的纠缠是由光从一个系综传播到另一个系综而分布的。在一个系综的集体自旋态中编码的量子态利用这种纠缠和对光的零差测量被传送到另一个系综上。通过实现过程层析成像，我们证明了量子隐形传态的实验保真度比任何经典过程都要高。此外，我们证明了确定性隐形传态的好处，通过从一个遥远的物体到另一个动态变化的自旋状态序列的隐形传态。
2013-04-04 quant-ph
Optomechanical devices, entanglement and teleportation
本文研究连续变量系统，探讨光学机械装置中激光场与宏观机械振子通过辐射压力的相互作用，分析量子 teleportation 的优化问题，并预测机械模式与输出场 Stokes 侧带之间的稳健纠缠。
2026-05-13 quant-ph
Complete quantum teleportation using nuclear magnetic resonance
量子力学提供了惊人的新的信息处理能力（Bennett 1995，Preskill 1998）。其中最令人意想不到的是一种称为量子隐形传态（Bennett et al 1993）的过程，它允许系统的量子态从一个位置传输到另一个位置，而不需要穿过居间的空间。在宏观距离上的隐形传态的部分实现（Bouwmeester et al 1997，Boschi et al 1998）已经使用光学系统实现，但省略了隐形传态过程的最后阶段。本文报道了利用液态核磁共振（NMR）实现原子间距离的量子隐形传态的实验。最后一级的加入首次实现了一种隐形传态，它可以用作更大量子计算或量子通信中的子程序。我们的实验还演示了量子过程层析成像的使用，这是一种完全表征量子系统动力学的过程。最后，我们展示了一个控制开发的退相干作为一种工具，以协助在实验的性能。
1998-11-08 quant-ph
Generation of macroscopic entangled cat states in a molecular cavity-QED system
宏观纠缠猫态不仅在量子物理的基础理论研究中具有重要意义，而且在连续变量量子信息处理和量子精密测量等现代量子技术中有着广泛的应用。本文提出了一种在分子腔QED系统中产生宏观纠缠猫态的方案，该系统由一个有机分子（包括电子态和振动态）耦合到一个单模腔场组成.通过同时调制分子振动和腔场的共振频率，可以显著增强分子的振动位移，从而在分子振动模和腔模之间产生宏观纠缠猫态。我们还通过计算联合维格纳函数和纠缠度研究了产生态的量子相干性效应。考虑开放系统中的状态生成，耗散效应被包括在内。我们的结果将为分子腔QED系统的量子物理和量子化学研究铺平道路。
2019-11-09 quant-ph
Teleportation of massive particles without shared entanglement
提出了一种利用喇曼耦合技术，通过中间光场从一束原子激光到另一束原子激光实现量子态转移的方法。我们的提议利用现有的实验技术，在没有共享纠缠的情况下，在潜在的大距离上传送宏观物质波。
2007-06-01 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Generating Einstein$\unicode{x2013}$Podolsky$\unicode{x2013}$Rosen correlations for teleporting collective spin states in a two dimensional trapped ion crystal
本文提出利用声子介导相互作用在二维离子晶体中构建EPR关联，以实现不同核自旋子系统间集体自旋态的连续变量量子隐形传态，并证明在几十至几百离子阵列中可实现多种自旋态的高保真度传态。
2024-05-29 quant-ph
Apparent teleportation of indistinguishable particles
该研究提出第三种类隐形传态现象——不可区分粒子的表观隐形传态，用1+1维玩具模型阐释构想，并提出通过核碰撞中粲与反粲强子动量关联观测该现象的新方法，有望揭示不可区分粒子的基本输运性质。
2025-07-30 hep-ph nucl-th quant-ph
Realization of Deterministic Quantum Teleportation with Solid State Qubits
将信息载体的状态从发送者转移到接收者是经典和量子通信和信息处理中的基本原语。在一个被称为隐形传态的量子过程中，量子比特的未知状态可以通过共享纠缠和经典信息传递给远处的一方。在这里，我们提出的实验在一个固态系统的超导量子线路的基础上，演示量子比特的状态在宏观尺度上的隐形传态。在我们的实验中，量子隐形传态被确定性地实现了，并且具有很高的传输效率。这构成了实现微波频率量子通信中继器的重要一步，并拓宽了超导电路处理量子信息的工具集。
2013-02-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement and quantum teleportation under superposed gravitational fields
基于最近提出的引力场叠加态的思想，研究了引力场对两体态纠缠的影响。与以前的考虑不同，我们研究了在相互作用的最后阶段，引力场不能从二分系统中幺正分离的情况。当不同的引力场态相互正交时，同一个初态的乘积态不能产生纠缠。如果不同的引力场态是非正交的，则可以产生纠缠，并且所产生的纠缠的量取决于不同的引力场态之间的重叠参数。研究了引力场对量子隐形传态传输的影响，由于量子隐形传态可以在宏观物体上进行，因此引力场的影响可能导致可观测的效应。
2022-10-08 gr-qc quant-ph
Macroscopic mechanical oscillators at the quantum limit using optomechanical cooling
我们讨论了如何提供的光机械耦合辐射压力可以用来冷却宏观集体自由度，作为振动模式的可移动的镜子。冷却是使用相敏反馈回路，有效地过阻尼的镜子运动，而不会增加热噪声。反馈结果能够使宏观物体下降到量子极限。特别地，可以实现挤压和纠缠。
2002-11-18 quant-ph
Teleportation of a Schrödinger's-Cat State via Satellite-based Quantum Communications
薛定谔猫态是由相干态的宏观叠加产生的，并且众所周知是量子信息处理协议的有用资源。为了将这种协议扩展到全球范围，我们研究了猫态通过低地球轨道卫星的连续变量（CV）隐形传态。过去的研究表明，猫态的量子特性可以保持CV隐形传态后，即使考虑到检测器的效率。然而，信道传输损耗没有被考虑。传统上，具有固定衰减的光纤被用作隐形传态信道。我们的结果表明，在这样的设置，猫态的量子特性丢失后，5dB的信道损耗。然后，我们研究地球和卫星之间的自由空间信道，其中的损失是由大气湍流引起的。对于小于500km的下行链路信道和30dB的损耗，我们发现，相对于固定衰减信道，隐形传输状态保持更高的保真度。这项工作的结果将是重要的部署在地球卫星信道的协议依赖于猫态量子比特。
2019-11-11 quant-ph
Deterministic quantum teleportation between distant superconducting chips
该研究通过64米长超低损耗电缆总线连接远距离超导芯片，利用飞行微波光子实现确定性量子态和纠缠门隐形传态，为分布式超导量子计算网络奠定基础。
2023-02-17 quant-ph
Quantum Brownian Motion of a Macroscopic Object in a General Environment
为了理解介观或宏观物体与一般环境相互作用的量子行为，如量子退相干、涨落、耗散、纠缠和隐形传态等，本文导出了一组精确的主方程，用于求解任意谱密度和温度的热浴中$N$相互作用谐振子的约化密度矩阵.我们感兴趣的两类问题，这些方程可以有效地应用于纳米机电振荡器的量子动力学和纠缠演化的多体宏观态，如量子叠加的镜子在高Q腔。为了解决宏观量子现象的一个关键概念问题，我们研究了在这些研究中经常隐含的假设有效的条件，即宏观物体在环境中的量子行为可以通过只处理其质心变量的动力学来准确地表示。我们也提到如何这些结果可以用来计算不确定原理管理一个宏观物体在有限的温度。
2007-08-07 quant-ph
Proposal for optomagnonic teleportation and entanglement swapping
本文提出在光磁振子系统中利用光脉冲将光子量子比特态转移到宏观YIG球内磁振子振荡器联合态以实现量子隐形传态，并在双干涉仪中通过贝尔态检测完成纠缠交换，同时分析了热占据对保真度的影响。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Langevin Equation for a Dissipative Macroscopic Quantum System: Bohmian Theory versus Quantum Mechanics
在这项研究中，我们解析地解决了薛定谔方程的宏观量子振荡器作为一个中心系统耦合到大量的环境微振荡粒子。然后，用量子力学和玻姆理论两种方法得到了系统的朗之万方程。我们的研究结果表明，这两个理论的预测是本质上不同的实际条件。然而，当中心系统的振动频率与环境粒子的最大频率相比足够高时，由Bohmian方法得到的朗之万方程可以简化为量子方程。
2018-10-18 quant-ph
Macroscopic quantum entanglement in modulated optomechanics
力学系统中的量子纠缠不仅是宏观量子效应的一个重要特征，而且在量子技术中有着广泛的应用。本文提出了一种在调制光机械系统中两个直接耦合的机械振子（或一个机械振子和一个微波谐振子）之间产生强稳态纠缠的有效方法。这种纠缠是通过腔冷却和双模参量相互作用的结合来实现的，它可以超过双模参量相互作用的最大稳态纠缠的限制。原则上，我们的方案允许通过单色驱动激光将系统从初始热态冷却到高纯度的纠缠态。同时，所获得的纠缠态可以用来实现高保真度的连续变量隐形传态。此外，我们的建议是强大的对热起伏的机械模式下的强光泵浦的条件下。
2017-12-19 quant-ph
Generation of a macroscopic entangled coherent state using quantum memories in circuit QED
$W$型纠缠态可以用作量子信道，例如，量子隐形传态、量子密集编码和量子密钥分发。在本工作中，我们提出了一种利用量子存储器在电路QED中产生宏观$W$型纠缠相干态的方法。这里考虑的存储器是氮空位中心系综（NVE），每个位于不同的腔中。该建议不需要最初在相干态而不是基态中制备每个NVE，这将显著降低其实验难度。在大部分工作时间内，每个腔保持真空状态，从而极大地抑制了由腔衰减引起的退相干和不需要的腔间串扰。此外，只需要一个外腔耦合器量子比特。该方法具有较强的通用性，可用于产生分布在不同腔中的原子系综或其他自旋系综的$W$态。
2016-03-12 quant-ph
Distant Entanglement of Macroscopic Gas Samples
在大多数量子信息协议中，一个主要的组成部分是两个纠缠系统的可靠来源。这种系统在几年前就已经在实验中产生了，但直到最近几年才被证明是原子系统。然而，这些方法都不涉及位于不同环境中的两个原子系统。这对于在任意距离上产生纠缠是必要的，这是许多量子信息协议（如原子隐形传态）所必需的。我们提出了一个实验实现这种遥远的纠缠的基础上，修改的宏观气体样品的纠缠包含约10^11铯原子之前所显示的我们的小组。纠缠是通过原子样品与光脉冲之间的非共振克尔相互作用产生的。实现的纠缠距离为0.35米，但可以任意缩放。因此，使用原子的宏观样本实现各种量子信息协议的可行性大大增加。我们还提出了一个理论模型的正则位置和动量算符X和P描述的纠缠产生和验证存在退相干机制。
2004-08-23 quant-ph
Experimental quantum teleportation of propagating microwaves
量子通信的现代领域蓬勃发展的承诺，提供有效和无条件安全的方式来交换信息，利用量子物理定律。这里，量子隐形传态作为允许使用量子纠缠和经典通信作为资源的未知量子态的无实体和安全传输的示例性协议而脱颖而出。与通信场景相关的量子隐形传态的实验可行性已经在各种物理环境中得到了证明。然而，到目前为止，在微波域中的量子隐形传态的类似实现还没有。与此同时，最近在超导电路量子计算方面的突破引发了对在微波频率下操作的空间分离的超导处理器之间的量子通信的需求。在这里，我们展示了一个确定性的量子隐形传态的相干微波态的实现，利用双模压缩和模拟前馈在宏观距离$d = 42\,$ cm。我们实现了量子隐形传态$F = 0.689 \pm 0.004$，超过了平均光子数为$n_\mathrm{d} = 1.1$的相干态的无克隆$F_\mathrm{nc} = 2/3$阈值。我们的研究结果提供了一个关键成分的基于传送的量子门的模块化量子计算与超导电路，并建立了坚实的基础，为未来的微波量子局域网。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Experimental long-lived entanglement of two macroscopic objects
纠缠被认为是量子力学最深刻的特征之一。由两个子系统组成的系统的纠缠态不能描述为两个子系统的量子态的乘积。在这个意义上，纠缠系统被认为是不可分的和非局域的。一般认为，纠缠主要表现在由少量微观粒子组成的系统中。在这里，我们用实验证明了两个物体的纠缠，每个物体由大约10^12个原子组成。纠缠是通过两个物体-更准确地说，是两个铯原子的气体样品-与光脉冲的相互作用产生的，光脉冲对样品的集体自旋进行非局域贝尔测量。纠缠自旋态可以维持0.5毫秒。除了基本的兴趣，这里展示的物质对象的鲁棒的，长寿命的纠缠有望在量子信息处理，包括物质的量子态的隐形传态和量子存储器中有用。
2001-07-19 quant-ph
Quantum teleportation between remote atomic-ensemble quantum memories
量子隐形传态和量子存储是实现大规模量子网络的两个关键技术。量子隐形传态利用现有的分布式纠缠作为“量子信道“，提供了一种有趣的手段，可以在远距离的位置之间忠实地传输量子态，而不需要物理载体的实际传输。量子存储器可以通过固定的物质系统控制快速飞行的光子量子比特的存储和检索，这对于实现大规模量子网络所需的可扩展性至关重要。结合这两种能力，在这里我们实现了两个远程原子系综量子存储节点之间的量子隐形传态，每个节点由1亿个铷原子组成，并通过150米的光纤连接。一个原子系综的自旋波态被映射到一个传播的光子，并与另一个与另一个系综的自旋波态纠缠的单光子进行贝尔态测量。双光子探测事件预示着成功的隐形传态，平均保真度为88（7）%。除了作为两个远程宏观物体之间的第一次隐形传态之外，我们的技术可能对量子网络中不同节点之间的量子信息传输和分布式量子计算有用。
2012-11-13 physics.atom-ph physics.pop-ph quant-ph
An atom-photon pair laser
在光学高$Q$谐振腔中研究了深光晶格中超冷原子气体的量子动力学。原子被相干地照射，腔共振被调谐到蓝色振动边带，使得光子散射到共振器模式伴随着原子的振动冷却。该系统表现出一个阈值以上的成对受激产生的腔光子和原子在最低的振动带占主导地位的自发散射，我们发现一个组合的光学激光与建立的宏观人口在最低的晶格带。包括基态原子的输出耦合和将热原子补充到腔体中，会产生一个相干的、量子相关的原子-光子对源，非常类似于非简并光学参量振荡器中双光束的产生。
2006-12-07 quant-ph
Devil's crevasse and macroscopic entanglement in two-component Bose-Einstein condensates
自旋相干态是光学相干态的物质等价物，其中大量的两组分粒子形成显示量子相干性的宏观态。本文详细研究了两个自旋为1/2的玻色-爱因斯坦凝聚体之间由于Sz 1-Sz 2相互作用而产生的纠缠。所产生的状态显示出非常丰富的结构，显示出分形特征。在大粒子数N的限制下，纠缠显示出强烈的依赖于纠缠门时间是π/4的有理数倍还是无理数倍。我们讨论了退相干下各种状态的鲁棒性，并表明，尽管大量的粒子在一个典型的BEC，在宏观尺度上的纠缠应该是可观察的，只要门时间小于hbar/J sqrt[N]，其中J是有效的BEC-BEC耦合能量。这些态被预期用于各种量子信息应用，例如量子隐形传态和量子算法。
2013-05-22 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Teleportation for Control of Dynamic Systems and Autonomy
提出了量子隐形传态在经典动力学系统控制和自治中的应用。量子隐形传态是一种本质上的量子现象，1993年首次提出通过经典信道和Einstein-Podolsky-Rosen信道传送未知的量子态。在本文中，我们认为，在这项研究中，第一次将这种量子技术应用于自主移动经典平台的控制和自主的可能性。首先，回顾了量子纠缠和量子密码学如何可以集成到宏观力学系统的控制和自治的应用，以及如何量子隐形传态概念可以应用到经典域。在量子隐形传态中，一对偏振相关的纠缠光子被产生并发送到两个自主平台，我们称之为Alice机器人和Bob机器人。爱丽丝已经得到了一个量子系统，即一个光子，在一个未知的状态下准备，除了接收纠缠光子。Alice测量她的纠缠光子的状态和她的未知状态，并通过经典信道将信息发送给Bob。虽然Alice的初始未知态在测量纠缠光子态的过程中（由于量子不可克隆现象）被坍缩，Bob可以通过应用幺正算符来构造Alice态的精确副本。本文和以前的研究混合经典-量子能力在动力系统控制中的应用，旨在促进量子能力的采用及其在经典领域的优势，特别是在自治经典系统的自治和控制方面。
2020-12-19 cs.SY eess.SY quant-ph
Quantum Gravity in the Lab: Teleportation by Size and Traversable Wormholes
本文提出可在桌面实验实现的全息隐形传态协议，用算子尺寸增长与尺寸缠绕解释可穿越虫洞机制，并给出Rydberg原子阵列和囚禁离子实现方案。
2021-02-01 hep-th quant-ph
Vibrational and coherence dynamics of molecules
我们{ \it解析}研究了分子中振动能量输运的布居和相干动力学以及弛豫。探索了相应的两个时间尺度$t_1$和$t_2$。相干布居纠缠被发现大大提高了时间尺度$t_2$的退相和幅度的相干。这是由于相干性抑制了环境诱导的漂移力。此外，布居不平衡（磁化）被显着放大的相干布居纠缠。与以前的研究相反，我们通过显示$t_1<t_2$精确地阐明了一个连贯的过程。我们预测的振动和取向动力学的OH-伸缩模式与最近的实验一致的松弛，当应用到溶解在D $_2$ O的水分子。最后我们在宏观层次上探讨了相干性对热流的影响。
2015-12-25 physics.chem-ph quant-ph
Macroscopic Quantum Mechanics: Theory and Experimental Concepts of Optomechanics
最近，实验的快速进展使得可以利用光将宏观力学物体制备成近乎纯的量子态。量子光学力学的这一研究领域为测试量子力学打开了新的大门，并可能在新的制度下测试其他物理定律。在本文的第一部分，我将回顾一套经常被用来分析量子光学机械系统的量子测量理论技术。其中一些技术最初是为了分析经典驱动力如何通过量子系统，并最终以最佳的信噪比被检测到--而另一些技术则更多地关注机械物体在连续监测下的量子态演化。在本文的第二部分，我将回顾一组实验概念，将展示宏观物体的量子力学行为-量子纠缠，量子隐形传态，和量子芝诺效应。以引力和量子力学之间的相互作用为例，我将回顾一组关于如何将量子力学修改为宏观物体的推测，以及这些推测-及其推广-如何通过光学力学进行检验。
2013-02-08 gr-qc quant-ph
Continuous variable multipartite vibrational entanglement
提出并分析了一种制备宏观多体纠缠的紧凑方案。在该方案中，机械谐振器的振动模式构成连续变量（CV）子系统，由于它们与二能级系统（TLS）的相互作用，这些子系统彼此纠缠。通过适当地驱动TLS，我们表明，一组选定的模式可以被激活，并准备在一个多体纠缠态。我们首先通过计算真实的多体纠缠来研究三模系统的纠缠特性。并通过计算量子费舍尔信息研究其作为量子资源的有用性。此外，我们还研究了该态对量子比特和热噪声的鲁棒性，证明了该纠缠态具有长寿命。为了研究该方案的可扩展性和结构特性，我们通过消除TLS动力学推导出一个有效的多模系统模型。这一工作为在振动模中产生抗噪声纠缠态的紧凑多功能器件提供了一个新的途径，可作为CV量子精密测量、量子通信和量子计算的一种资源。
2021-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of quantum-measurement backaction with an ultracold atomic gas
目前微机械谐振器的研究致力于对宏观物体运动的量子极限检测。实现这一目标的先决条件是观察到与量子精密测量极限一致的测量反作用。然而，热噪声目前占主导地位的测量和排除基态准备的谐振器。在这里，我们建立了一个超冷原子气体的集体运动，严格限制在法布里-珀罗光学腔作为一个系统，研究宏观物体的量子力学。腔模结构选择一个单一的集体振动模式，该模式由腔的光学性质测量，由腔光场驱动，并受到该场的量子力波动的反作用。在实验上，我们通过测量腔内原子系综的腔光致加热来量化这种波动。这些测量代表了在标准量子极限下对宏观机械谐振器的反作用的第一次观察。
2008-04-22 quant-ph
Generation of two-mode nonclassical motional states and a Fredkin gate operation in a two-dimensional ion trap
我们提出了一个有效的方案，利用二维简谐势阱中离子的振动运动产生双模SU（2）宏观量子叠加态、纠缠数态和纠缠相干态.我们还表明，同样的计划可以用来实现Fredkin门操作。
2001-04-19 quant-ph
Flashing coherently rotating carbon sticks in $^{24}$Mg+$^{24}$Mg collision
目前的讨论提出了一些问题。例如，在强振转耦合的体系中，在完全的分子内能量重新分布和振动失相的条件下，在无结构的非选择性连续统（对于固定的总自旋和宇称值）的常规统计极限中，大分子的转动相干性是否必然被破坏？对于缓慢的交叉对称相位弛豫，大量复杂配置的量子相干叠加，例如，许多不同的总角动量产生具有经典固定（单个）总角动量的宏观物体的旋转的图像。假设包含大量不同好量子数的量子相干叠加以隐藏的形式在宏观世界的形成中起作用。那么，为什么这些量子叠加如此稳定，可以防止有序复杂结构的快速老化/衰变，从而防止或减缓随机矩阵理论所规定的均匀占据可用相空间的趋势？什么样的复杂宏观现象可以揭示部分相干量子叠加的痕迹，这些叠加涉及大量量子力学上不同的运动积分，而这些运动积分是经典物理学中用来描述宏观世界的守恒定律的基础？
2015-04-05 nucl-th quant-ph
Resonant catalysis of thermally-activated chemical reactions via vibrational polaritons
在系综振动强耦合（VSC）的制度，一个宏观数$N$的分子跃迁耦合到每个谐振腔模式，产生两个混合轻物质（极化激元）模式，和一个水库的$N-1$暗态的化学动力学基本上是那些裸露的分子。这一事实似乎与最近报道的VSC下热激活基态电子态反应的修改相反。在这里，我们提供了一个VSC Marcus-Levich-Jortner电子转移模型，可能解决这个悖论：虽然熵有利于通过暗态通道的过境，化学动力学可以由几个极化激元通道较小的活化能。催化VSC的效果是最大的轻物质共振，与实验观察。
2019-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A macroscopic object passively cooled into its quantum ground state of motion: beyond single-mode cooling
自然界的基本组成部分，即原子和基本粒子，是由量子力学描述的。这一基本理论是物理学家建立主要数学模型的基础[1]。今天，量子物体的独特特征导致了有前途的量子技术的出现[2，3]。然而，宏观世界显然是经典的，量子到经典交叉的本质仍然是迄今为止科学中最具挑战性的开放问题之一。在这方面，移动物体发挥了特定的作用[4，5]。过去几年的开创性实验已经开始探索微米级机械系统的量子行为，无论是通过被动冷却单个GHz模式，还是通过调整原子物理学中开发的激光冷却技术，以将特定模式冷却到远低于其周围环境的温度[6-11]。在这里，我们描述了一种非常不同的方法，将微机械系统被动冷却到500 microK，将15 MHz的基本振动模式中的平均量子数减少到仅0.3（对于高次谐波，预期值甚至更低）;挑战是仍然能够检测到运动而不明显干扰系统。通过这种方法，高次谐波和周围环境也被冷却，导致可能更长的机械相干时间，并使实验能够质疑机械波函数坍缩[12]，可能来自引力背景[13，14]和量子热力学[15]。除了平均行为，在这里，我们还报告的波动的基本振动模式的设备在平衡与低温恒温器。这些揭示了一个令人惊讶的复杂的相互作用与当地环境，并允许两个不同的热力学浴的特点进行探讨。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Secure quantum communication through a wormhole
大量的理论证据表明，引力是多体量子系统中量子纠缠的一种表现形式。这一点在ER=EPR猜想中得到了特别的表达，它将引力爱因斯坦-罗森桥（ER）与爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）量子纠缠对联系起来，或者更一般地说，与所谓的热场双态联系起来。本文利用ER=EPR猜想提出了酉量子隐形传态协议，该协议利用纠缠形成的可穿越的Einstein-Rosen桥的推广形式\emph{recycles}.因此，虫洞不受量子隐形传态的影响。此外，它表明，该协议保证了量子通信的无条件安全性。该协议的性能表明，在一个简单的设置与使用5-qubit圣地亚哥IBM量子计算机，给出以上的$2/3$经典极限的一组代表性的隐形传态的quantiities。协议的安全性得到了使用噪声量子处理器进行的实验研究的支持。可能的推广的协议，这可能具有相关性的背景下，宏观引力配置，也被认为是。
2021-03-27 hep-th quant-ph
Using a Laguerre-Gaussian beam to trap and cool the rotational motion of a mirror
我们从理论上证明了利用拉盖尔-高斯光场的轨道角动量转移来捕获和冷却由完全反射的螺旋相位元件制成的宏观镜的旋转运动是可能的。这种技术提供了一个很有前途的路线，在其量子力学基态的存在下，热噪声的转子的位置。它还开辟了同时冷却同一镜子的振动模式的可能性。最后，所提出的设计可以作为一个敏感的扭转平衡在量子制度。
2007-09-22 quant-ph
Nonequilibrium open quantum systems with multiple bosonic and fermionic environments: A hierarchical equations of motion approach
本文提出了一种分层运动方程方法，可以精确地数值模拟一般开放量子系统中的非平衡输运，该系统涉及多个宏观玻色子和费米子环境。该方法的性能被证明为一个模型的纳米系统，其中涉及相互作用的电子和振动的自由度，并耦合到费米子和玻色子浴。结果表明，复杂的相互作用的电子和振动的自由度，在这种非平衡运输方案的电压和热驱动的运输过程。此外，使用的重要性准则，以提高效率的方法进行了讨论。
2021-06-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental control of quantum-mechanical entanglement in an attosecond pump-probe experiment
纠缠态是量子力学中最有趣的方面之一，也是正在进行的第二次量子革命的核心，它是量子密钥分发、量子计算和量子隐形传态中使用的一种资源。我们报告的实验表明，纠缠在涉及电离的泵浦探测实验中起着至关重要的作用，这是阿秒科学的新研究领域的一个标志。我们表明，在一个二分离子加光电子系统的纠缠度，因此，在离子的振动相干度，可以通过定制的光谱特性的阿秒极端紫外激光脉冲，用于创建它们来控制。
2021-08-26 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement between Distant Macroscopic Mechanical and Spin Systems
纠缠是多体量子系统的一个重要性质，其特征是物体的量子态不受空间距离的影响而不可分离。在越来越宏观和不同的系统之间产生纠缠是量子科学中正在进行的努力，其使得能够实现混合量子网络、量子增强感测以及探测量子理论的基本极限。混合系统的不一致性和量子关联的脆弱性阻碍了宏观混合纠缠的产生。在这里，我们证明，第一次，产生的纠缠态之间的运动的宏观力学振子和集体原子自旋振子，作为见证下的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森方差低于可分性极限，$0.83 \pm 0.02<1$。机械振荡器是毫米大小的电介质膜，自旋振荡器是磁场中的$10^9$原子的系综。通过两个空间分离的系统传播的光产生纠缠，由于集体自旋发挥了有效的负质量参考系的作用，并在理想情况下提供了一个无反作用的子空间;在实验中，量子反作用被抑制了4.6 dB。我们的研究结果铺平了道路，超越标准量子灵敏度极限的运动测量力，加速度和引力波检测的应用，以及对基于远程传输的协议在混合量子网络。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Dissipative optomechanical preparation of non-Gaussian mechanical entanglement
纠缠作为一种关键资源在发展前沿技术方面发挥了关键作用，例如在量子隐形传态和量子传感方案中。值得注意的是，由于能够将机械振荡器的振动模式冷却到其量子状态，机械模式之间的纠缠和非经典机械态的产生已经成为量子技术应用的核心资源。因此，提出确定性的计划来实现这些任务是至关重要的。虽然两体机械纠缠的主要方案涉及高斯光机械相互作用（线性化机制）以产生双模压缩真空态，但利用裸非高斯光机械相互作用（非线性强单光子机制）的纠缠双模仍然很少被覆盖。本文提出了一种利用腔场耗散在非线性区域设计声子非高斯二体纠缠的方案。有趣的是，我们的协议（操作在解决边带和光子封锁制度）呈现实现高度的稳态纠缠的可能性。我们进一步表明，我们的确定性方案是强大的退相干和温度的存在下，在国家的最先进的光学力学，以及所需的条件，以获得非高斯的实现二分机械稳态。
2022-03-02 quant-ph
The beta-neurexin/neuroligin-1 interneuronal intrasynaptic adhesion is essential for quantum brain dynamics
在理解大脑动力学，特别是它如何产生意识方面，有许多空白区域。量子力学被认为能够解释意识经验之谜，但迄今为止还没有一个既能考虑临床神经学数据又具有一定解释力的模型。本文提出了一种新的模型，在防御的宏观量子事件内和之间的神经细胞。突触β-neurexin/neuroligin-1粘附蛋白复合物被认为不仅是兴奋性神经元能CNS突触的核心，相反，它是一种介导皮质神经元细胞骨架之间缠结的装置。因此，宏观相干量子态可以扩展到整个大脑皮层区域，随后的波函数崩溃可以同时影响数百万神经元中的亚神经元事件。neuroligin-1/β-neurexin/synaptotagmin-1复合物还控制胞吐的过程，并在突触连接的学习依赖性变化期间为逆行信号传递提供了一种有趣而简单的机制。通过胞吐作用驱动神经介质释放的分子机制的简要展望，特别强调振动辅助隧道的可能性。
2006-08-08 quant-ph
Optomechanical entanglement at room temperature: a simulation study with realistic conditions
量子纠缠是量子密钥分发、量子隐形传态和量子传感等许多应用的关键。然而，在宏观系统中可靠地产生量子纠缠已被证明是一个挑战。在这里，我们提出了一个详细的分析有质动力纠缠的产生，利用光机相互作用，以创建量子关联。我们数值计算的纠缠措施-对数负-的纠缠的定量评估。实验的限制，包括热噪声和光损耗，从现有的实验测量包括在计算中，这是难以解决的分析。这一工作对有质动力纠缠器件的发展具有重要意义。
2020-07-22 physics.optics quant-ph
Theory of dynamical superradiance in organic materials
Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）
本文研究有机材料中集体能量交换的动态超辐射现象，通过两种模型分析振动效应，提出精确求解方法，验证了平均场和二阶累积近似，并揭示了振动耦合对超辐射的增强作用。
2026-01-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Heralded entangling quantum gate via cavity-assisted photon scattering
我们从理论上研究了两个相同原子在两种不同的结构下，即两个原子被限制在同一个腔中或被囚禁在局部分离的腔中，通过腔辅助光子散射产生的预示纠缠.我们的协议是由一个非常简单和优雅的单步过程，其关键机制是一个受控的相位翻转门实现的单光子碰撞单面腔。特别地，当原子局域在远程腔中时，我们引入了单步并行量子线路，而不是文献中广泛采用的串行过程。我们还表明，这种并联电路可以直接应用于纠缠两个宏观原子云。这里提出的两个协议预测高纠缠度的成功概率接近统一的国家的最先进的参数。在其他应用中，我们的建议和它的扩展到多原子腔系统的一步走向量子网络，特别是量子态转移，量子隐形传态和非局域量子存储器的合适的路线。
2017-10-18 quant-ph
Gravitationally Induced Entanglement Across an Event Horizon
University of York（约克大学）
该研究在引力推迟势模型中证明穿越黑洞事件视界的自由下落空间叠加态间可从头产生纠缠，径向提取需非惯性减速触发软引力子轫致辐射，宏观光学质量可通过量子擦除局域切向提取纠缠，揭示时空的几何对偶性。
2026-09-15 gr-qc quant-ph
Driving chemical reactions with polariton condensates
当分子跃迁强烈耦合到光子模式时，它们形成称为极化激元的混合光-物质模式。集体振动强耦合是控制化学的一个有前途的途径，但这可能会被大量的准简并暗模所阻止。如在玻色-爱因斯坦凝聚中观察到的，激发对单个极化子模式的宏观占据为克服这个问题提供了希望。本文从理论上研究了振动极化激元凝聚对电子转移过程动力学的影响。与用红外激光源激发相比，冷凝物显著地改变了反应产率，这是由于在较低极化激元中大量积累能量导致的具有降低的活化势垒的额外通道，以及在反应期间可用于能量再分布的许多模式。我们的研究结果提供了诱人的机会，使用凝聚物驱动化学反应，动力学绕过通常的约束，快速分子内的凝聚相振动再分配。
2022-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Quantum-state control in optical lattices
我们研究了在光晶格中制备和相干操纵原子波包的方法，特别着重于远失谐极限下的碱金属原子。我们推导出一个一般的，基础独立的表达的晶格运营商，并表明，它的非对角元素可以定制耦合单独的磁子级的振动流形。利用这些耦合，我们可以以量子相干的方式演化被囚禁原子的态，并通过分辨边带拉曼冷却制备纯量子态。我们利用束缚在光晶格中的原子研究了双势阱中量子隧穿和宏观叠加态的产生。远场共振光学势特别适合于通过势中的良好控制的波动来进行油藏工程，使得原子/晶格系统对于退相干的研究以及经典物理和量子物理之间的联系具有吸引力。
1998-01-13 quant-ph
Room-temperature quantum optomechanics using an ultra-low noise cavity
本研究通过使用刻有声子晶体结构的高精细度腔降低频率噪声，并结合高热导率和高Q值的氮化硅膜振子，在室温下实现了光力学压缩，将工程化宏观振子的量子控制扩展至室温。
2023-09-26 quant-ph
Nonlinear Spectroscopy of Trapped Ions
非线性光谱学利用一系列激光脉冲来研究大型相互作用多体系统的动力学，并已成为化学物理实验中非常成功的方法。当前的量子光学实验接近系统的大小和复杂程度，这需要开发有效的技术来评估光谱和动力学特征，并具有可扩展的实验开销。然而，从宏观系综的光谱学建立的方法不能直接应用于少原子系统。基于[M. Gessner et al. New J.Phys.16092001（2014）]，我们开发了一种图解方法来构建用于受控量子系统的非线性测量协议，并详细讨论了捕获离子技术的实验实现。这些方法结合超冷物质系统的独特特征，使我们能够监测和分析电子和振动自由度的激发动力学。它们与系统大小无关，因此可以可靠地探测系统，例如，量子态层析成像变得过于昂贵。我们提出的信号，可以探测稳态电流，检测声子输运的非谐性的影响，并确定在伊辛型自旋链的量子相变附近的混沌动力学的签名。
2014-10-07 quant-ph
