Experimental generation of 8.4 dB entangled state with an optical cavity involving a wedged type-II nonlinear crystal
光的纠缠态是量子信息科学与技术中必不可少的量子资源之一。特别是在实验室基本原理实验已经完成，并考虑到连续变量量子信息在现实世界中的应用时，设计和构建高纠缠度、结构紧凑的纠缠态产生装置就显得尤为重要。我们设计并制作了一个高效、紧凑的纠缠态光源，它是一个非简并的光参量放大器（NOPA），具有泵浦光的三重共振和两个次谐波模。在NOPA内部采用楔形II型KTP晶体实现泵浦光的下变频，产生光纠缠态，实现泵浦光与次谐波之间的色散补偿。在75mW的泵浦功率下，用单NOPA产生了幅度和相位正交的量子相关均为8.4dB的EPR纠缠态。
2015-02-26 quant-ph
Stopping waveguide photons with controllable atomic cavity
利用电磁感应透明来减慢或阻止光在自由空间中的传播，实现光量子信息处理和信息存储，近年来受到人们的广泛关注。对于波导光子，在这里，我们提出了一种方法来阻止他们与一对原子镜产生的可控原子腔，其中一个完全反射光子，另一个与可调的反射/透射光子的概率。基于实空间中的全量子力学理论，我们证明了通过调节受驱动的二能级原子散射的能量分裂，可以控制具有固定频率的波导光子的反射/透射几率（即，原子镜）。因此，光子可以通过具有可调节的原子能级的侧原子镜沿着波导可控地传输/反射。理想情况下，光子可以在原子腔中停止。这提供了一种以可控方式停止/重新行进波导光子的新颖机制。并讨论了该方案在现有集成光学器件上的可行性。
2016-03-16 quant-ph
Efficient routing of single photons by one atom and a microtoroidal cavity
通过光纤耦合微环形腔与单个铯原子相互作用，来自相干输入的单光子被有效地重定向到单独的输出。通过在锥形光纤的输入-输出的过耦合机制中操作，我们的系统用作光子分选的高效率量子路由器。单光子被反射，多余的光子被透射，这一点通过对反射（透射）光的光子反聚束（聚束）的观测得到了证实。我们的光子路由器是强大的原子位置和输入功率的大的变化，所观察到的光子反聚束持续为腔内光子数0.03 \lesssim n \lesssim 0.7。
2009-01-07 quant-ph
Cavity QED characterization of many-body atomic states in double-well potentials -- The role of dissipation
当入射光束从被困在光晶格中的超冷原子样本散射时，回射场的统计特性包含关于原子量子态的信息，并且允许例如区分超流体和莫特绝缘体状态中的原子。本文扩展了我们以前对这个问题的分析，包括空腔阻尼的影响。我们用蒙特卡罗波函数方法计算了简单双势阱情形下的逆反射场的两次关联函数和含时物理谱。定量分析了原子在莫特绝缘体和超流态中与光场的纠缠。
2008-11-04 quant-ph
Quadrature Squeezing with Normally Ordered Noise Operators
本文研究了耦合于真空库的封闭腔中亚谐波光模与三能级原子的相互作用。我们通过对真空容器噪声算子进行正常排序来进行分析。在一定的条件下，恰好存在理想正交压缩。
2021-03-12 quant-ph
The critical Kerr non-linear optical cavity in the presence of internal loss and driving noise
本文从理论上分析了高功率连续波光场经临界克尔非线性腔（KNLC）反射后的噪声变换。我们的调查是基于严格的治疗在时域。因此，包括光腔内损耗和强经典驱动噪声的特定实验环境的现实条件可以为任何KNLC建模。我们表明，即使在光损耗和驱动噪声的存在下，可以实现相当大的压缩水平。我们发现，可实现的压缩水平是不受限制的驱动噪声，但完全由光损耗的量。当KNLC的工作点选择适当时，反射平均场的振幅正交压缩被获得。因此，KNLC可以提供被动的、纯光学的激光功率噪声降低，如[1]中的实验所示。我们将我们的模型应用到这个实验中，发现与测量的噪声谱很好的协议。
2011-09-26 quant-ph
Improving force sensitivity by amplitude measurement of light reflected from a detuned optomechanical cavity
机械振子所受微弱连续力的测量是各种物理实验中的基本问题。从根本上说，它受到了用于检测振荡器位移的计量器的量子反作用的阻碍。在干涉位移测量的背景下，我们在这里提出并证明了相干反作用抵消方案的工作原理。通过测量从失谐的光机械腔反射的光的振幅正交，在该光机械腔中产生刚性光学弹簧，可以在窄频带中消除反向作用。该方法为在不需要注入压缩光或稳定的零差读出的情况下提高受量子反作用限制的实验的灵敏度提供了一种简单的方法。
2021-05-21 gr-qc physics.ins-det quant-ph
Mode Coupling and Cavity-Quantum-Dot Interactions in a Fiber-Coupled Microdisk Cavity
提出了一个二能级系统与微盘腔中回音壁模相互作用的量子主方程模型，并对目前在光纤耦合的AlGaAs微盘腔中嵌入半导体量子点的实验进行了研究.在标准单模腔QED中，有三个重要的速率表征系统：量子点-腔耦合速率g，腔衰减速率kappa和量子点退相速率gamma_vertical。微盘腔的更精确模型包括两个附加特征。第一个是可以耦合到QD的第二腔模式，其对于理想微盘对应于与第一WGM相反地传播的行波WGM。第二个特征是这两个行波WGM之间的耦合，速率为β，这是由于制造的器件中存在的表面粗糙度引起的反向散射。我们考虑从腔的透射和反射信号为不同的参数制度的{g，β，κ，γ_垂直}。该分析的结果是，即使在存在可忽略的粗糙度引起的反向散射的情况下，强耦合的QD介导行波WGM之间的耦合，导致增强的有效相干耦合率g = sqrt（2）* g 0，其对应于在QD的位置处具有电场最大值的驻波WGM的有效相干耦合率。此外，对来自腔的反射信号的二阶关联函数的分析表明，取决于QD与每个腔模式的耦合强度，可能存在强光子反聚束或聚束的区域。这样的强度相关信息将可能是有价值的解释实验测量的强耦合量子点的双模WGM腔。
2007-01-26 quant-ph
Toward the multiphoton parametric oscillators
我们提出了新的类型的参数振荡器产生的三光子和四光子明亮的光，这是可访问的实验。该器件基于级联下转换过程，由插入双谐振模腔中的二阶介质组成。利用量子跳跃模拟方法讨论了系统的耗散和量子特性，并对Wigner函数进行了讨论。得到了三光子和四光子次谐波的相空间多稳性和临界阈值行为。
2000-08-16 quant-ph
Transmon in a semi-infinite high-impedance transmission line -- appearance of cavity modes and Rabi oscillations
在这封信中，我们研究了耦合到传输线上的单个超导人工原子电容器的动力学特性，传输线的特性阻抗与量子电阻相当或更大。在这种情况下，微波从原子反射的频率也远离原子的跃迁频率。在传输线中添加一个镜子，然后在原子和镜子之间创建腔模式。研究原子的自发发射，我们发现拉比振荡，其中能量在原子和其中一个腔模之间振荡。
2020-12-02 quant-ph
Dispersive properties and giant Kerr non-linearities in Dipole Induced Transparency
计算了腔体与单偶极子耦合后反射场的色散特性。我们表明，当一个领域是与偶极子共振，它经历了90度的相移相对于从裸腔反射，如果珀塞尔因子超过裸腔反射率。然后，我们表明，光学斯塔克移动偶极子与第二场可以用来实现巨大的克尔非线性。它示出，目前可实现的腔寿命和腔品质因数可以允许在腔中的单个发射器施加在单光子水平的非线性$π$相移。
2005-11-21 quant-ph
Cavity Carving of Atomic Bell States
我们演示了两个被囚禁在光学腔中的中性原子的纠缠产生。利用腔场反射的弱光子脉冲雕刻初始可分离的两原子态，产生纠缠态。光子的偏振旋转预示着纠缠。我们成功地实现了两个不同的协议和所有四个贝尔态的产生，最大保真度为（90+-2）%。该协议适用于腔耦合原子之间的任何距离，并且不需要单独寻址。我们的结果是量子网络应用的重要一步，例如量子中继器中的纠缠交换。
2017-04-28 quant-ph
Phase-sensitive Manipulations of Squeezed Vacuum Field in an Optical Parametric Amplifier inside an Optical Cavity
压缩真空场作为信号光注入光学谐振腔内的相敏光参量放大器（OPA），可以实现光场的放大或去放大。对于OPA，反射的量子化信号光场的光谱特性由注入的压缩真空光场与泵浦光场之间的相对相位控制。实验结果证明了OPA在量子机制下的相干现象，并显示了用于量子信息处理的量子涨落的相敏操纵。
2008-11-02 quant-ph
Correlated two-photon transport in a one-dimensional waveguide side-coupled to a nonlinear cavity
研究了单模非线性腔与一维波导侧面耦合时两光子的输运性质。腔中填充有非线性克尔介质。基于拉普拉斯变换方法，给出了在洛伦兹波包中制备的透射和反射双光子的量子态的解析解。该解揭示了非线性腔散射后两光子之间的量子关联是如何产生的。特别地，我们表明，输出的波函数的两个光子在位置空间中可以本地化的相对坐标，这是一个功能，可以解释为一个双光子束缚态在这个波导腔系统。
2010-12-01 quant-ph
Quantum gates utilizing dark and bright states in open dissipative cavity QED
本文提出基于单光子与开放耗散纳米腔中量子发射体系综相互作用的量子门形式体系，利用亮暗态动力学操控光子偏振态。
2024-03-15 quant-ph
Probabilistic generation of entanglement in optical cavities
我们提出通过测量光腔的透射率来产生纠缠。在探测到反射光子的条件下，腔中的原子对被制备成最大纠缠态。成功的概率取决于腔参数，但即使是中等质量的腔，也可以以很高的概率产生高质量的纠缠态。
2003-02-04 quant-ph
Exact Non-Markovian Master Equation and Dispersive Probing of Non-Markovian Process
对于一个玻色子（费米子）开放系统在一个浴与许多玻色子（费米子）模式，我们推导出精确的非马尔可夫主方程中的记忆效应的浴是反映在依赖于时间的衰减率。在这种方法中，约化密度算子是从相应的海森堡方程的形式解构造的。作为精确主方程的应用，我们研究了腔QED系统中单个玻色子模电磁场量子耗散的非马尔可夫性。原子退相干因子明确地反映了腔浴的非马尔可夫性。
2012-12-04 quant-ph
Quantum super-cavity with atomic mirrors
我们研究了耦合微腔阵列中的单光子输运，其中两个二能级原子系统嵌入在阵列的两个单独的腔中。我们发现单光子可以被一个二能级系统全反射。然而，两个独立的二能级系统也可以在它们之间产生单光子准束缚态。因此，腔阵列中的单个两级系统可以充当反射镜，而不同类型的腔可以通过在阵列中的两个单独的腔内部使用充当可调谐“反射镜”的两个两级系统来形成。类似于固态的超晶格，我们称这种新的“耦合腔阵列中的腔”为超腔。这种超腔是法布里-珀罗干涉仪的量子模拟。此外，我们还证明了这种量子超腔的物理性质可以通过改变这些二能级系统的频率来调节。
2008-12-17 quant-ph
Polarization-Mixing in Optical Lattices with Uniaxial Anisotropy
研究了莫特绝缘体情况下具有各向异性的光晶格中超冷气体的光激发。该晶体的各向异性是由光抽运和外部静磁场产生的定向跃迁偶极子引起的，属于单轴晶体类型。在腔体内，TE和TM偏振的电子激发和腔光子相干混合以形成两个极化子分支。此外，出现了光子分支，其从电子跃迁中分离。通过线性光谱可以观察到光子偏振混合。例如，对于TE偏振的入射场，我们获得TE和TM透射场和反射场。计算了TE和TM透射场和反射场相对于入射场相位的相移，这将导致偏振旋转。
2008-07-04 quant-ph
Self-cooling of a movable mirror to the ground state using radiation pressure
我们证明了在一个适当失谐的腔中，利用辐射压力可以将微机械振荡器冷却到它的量子基态（自冷却）。从一个简单的理论基础上海森伯-朗之万方程，我们发现，最佳的自冷却发生在良好的腔制度，当腔的带宽小于机械频率，但仍然大于有效的机械阻尼。在这种情况下，腔内场和振动机械模式相干地交换它们的波动。我们还提出了动力学计算，显示如何访问镜的最终温度从腔反射场的波动。
2007-07-13 quant-ph
Bridging Quantum and Semi-Classical Thermodynamics in Cavity QED
University of Basel（巴塞尔大学）；Universität Siegen（锡根大学）；Collège de France（法兰西公学院）；PSL Research University（巴黎文理研究大学）
本文研究了腔量子电动力学中量子与半经典热力学的连接，发现半经典极限下仅有一种热力学框架能恢复热力学不确定性关系的违反。
2026-08-17 quant-ph
Atom detection and photon production in a scalable, open, optical microcavity
利用微加工的法布里-珀罗光学谐振腔实现了原子探测和光子产生，腔模中平均少于1个原子。我们的腔设计结合了微细加工工艺的固有可扩展性和腔场与单模光波导或光纤的直接耦合。原子的存在是通过从腔输入镜反射的探测光的强度和噪声特性的变化来观察的。横向穿过腔的激发激光触发光子发射进入腔模，从而进入单模光纤。这些是在原子芯片上构建光学微腔网络以应用于量子信息处理的第一步。
2007-10-10 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
Negative response with optical cavity and traveling wave fields
我们提出了一个可行的协议，使用行波场实验观察负响应，即，以在输入场强增加时获得输出场强的减小。我们的方案使用一个分束器和两个反射镜将行波场引入一个有耗腔中，腔中有一个三能级原子处于λ组态。在我们的方案中，输入场撞击在分束器上，而透射部分用于驱动腔模，反射部分用作控制场以获得输出场的负响应。我们发现，原子-腔系统的合作性越大，负响应越明显。我们提出的系统可用于保护对强场敏感的设备，因为当输入场的强度增加时，应该被引导到要保护的设备的输出场的强度减小。
2017-03-28 quant-ph
Photon-Mediated Quantum Gate between Two Trapped Neutral Atoms in an Optical Cavity
量子逻辑门是量子计算机的基本构建块。它们集成到量子网络中需要强的量子比特耦合到网络通道，这可以在腔量子电动力学中用中性原子和光子实现。在这里，我们证明了由飞行光子介导的长程相互作用在光子被反射的光学腔内的两个静止原子之间执行门。这一步在$2\,\mathrm{μs}$中执行门控。我们通过产生保真度为76（2）%的Bell态，展示了两个原子之间的纠缠操作。门也作为CNOT操作。我们证明了74.1（1.6）%的重叠观察到的和理想的门输出，由80.2（0.8）%的状态准备保真度的限制。由于原子被有效地连接到光子通道，我们的门为多量子位节点的量子网络和基于中继器的长距离量子网络中的纠缠分布铺平了道路。
2018-01-18 quant-ph
Impact of anisotropy on the noncritical squeezing properties of two-transverse-mode optical parametric oscillators
在一系列的文章中，我们研究了调谐到第一族横模的简并光学参量振荡器的量子特性。我们发现，对于具有相对于光轴的旋转对称的腔，TEM $_{10}$模式在横向平面中具有任意取向的发射高于阈值。然后我们证明了量子噪声引起了这个明亮的TEM $_{10}$模式在横平面上的随机旋转，而与之正交的模式，即所谓的暗模式，具有完全的正交压缩，而与阈值的距离无关（非临界压缩）。这一结果与亮模产生时发生的自发旋转对称性破缺有关，在这里我们分析了当腔不完全对称时，暗模的压缩是如何退化的。我们将表明，大水平的压缩仍然可以达到合理的值，这种各向异性，与优势，亮和暗模式的方向基本上是固定的，从实验的角度来看，一个非常有吸引力的情况。
2013-01-14 quant-ph
Requirements for fault-tolerant quantum computation with cavity-QED-based atom-atom gates mediated by a photon with a finite pulse length
分析了基于有限脉冲光子的腔量子电动力学（cQED）的原子-原子门容错量子计算的要求。对于短光子脉冲，从cQED系统反射的脉冲的扭曲形状是严重的误差源。我们优化cQED系统参数，以最小化由于形状失真和光子损失造成的不保真度，以平衡的方式用于使用概率门的容错方案[H. Goto和K。Ichimura，Phys.Rev.A80，040303（R）（2009）]。与传统的只考虑光子损失而不考虑形状畸变的优化方法相比，我们的优化方法在某些参数区域大大放宽了对容错量子计算的要求[H. Goto和K。Ichimura，Phys.Rev.A82，032311（2010）]。最后，我们表明，减少腔的长度是一个有效的方法来减少这种类型的门在短光子脉冲的情况下的错误。
2021-10-08 quant-ph
Cavity-assisted homodyne detection with a single photodiode
Institute for Applied Physics, Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学应用物理研究所）；Abbe Center of Photonics, Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学阿贝光子学中心）
本文提出腔辅助零差检测方法，可在适中本地振荡器功率下实现近1的信号传输效率，抑制技术本地振荡器边带，解决了高带宽下平衡零差检测的匹配难题。
2026-08-28 quant-ph
Cavity-enhanced optical readout of a single solid-state spin
我们演示了一个单电子自旋光读出腔量子电动力学。自旋被捕获在与纳米光子腔强耦合的单个量子点中。选择性地将量子点的光学跃迁之一耦合到腔模式导致自旋相关的腔反射率，其通过监测入射光场的反射强度来实现投影自旋测量。使用这种方法，我们证明了自旋读出保真度为0.61的量子点，具有一个穷人的分支比为0.43。使用来自裸点的共振荧光实现这种保真度将需要光子收集效率提高43倍。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic carving of quantum states with Grover's algorithm
该研究提出利用少量Grover算法幺正步骤确定性制备Dicke、GHZ及Cat量子态，通过全局量子比特旋转与腔反射光子相移实现，无需单独寻址原子，经误差分析表明可通过光子探测预兆提升态保真度。
2025-08-21 physics.atom-ph quant-ph
Flying atom back-reaction and mechanically generated photons from vacuum
研究了在强耦合条件下，光与物质相互作用时，二能级原子在光子腔中的动力学行为。我们采用了一个封闭的全量子描述，考虑到量子化的原子质心运动，除了其内部的自由度和量子化的光子腔场。我们发现，多个定性不同的动力学制度是可以实现的，根据两个关键的品质因数：动能和裸激发能之间的比率，以及这些裸能量与原子飞行通过腔的时间的乘积。根据这些品质因数的值，原子可以被\emph{dressed}真空反射，或者可以将其部分动能转换为可能发射出腔的真实激发。在第一种情况下，原子经历了一个\emph{quantum regenerative braking}机制，基于能量临时存储到虚拟激发。
2022-09-21 quant-ph
Proposal of a two-qubit quantum phase gate for quantum photonic integrated circuits
提出了一种基于光子脉冲从腔中的量子点反射的双量子比特量子相位门方案。根据量子点的状态，反射的光子获得有条件的相移。关键成分是通过电场对量子点能量的超快控制，这允许将激子和双激子连续调谐到与腔模式共振。门的完整动态模拟揭示了约0.9的保真度。所提出的方案使用位置编码，因此非常适合在集成光子量子处理器中实现。
2012-07-20 quant-ph
On-Chip Photonic Transistor based on the Spike Synchronization in Circuit QED
研究了多能级超导人工原子与谐振腔耦合腔系统中的单光子晶体管的相互作用。利用有效的单模变换将哈密顿量对角化，并根据简正模进行阻抗匹配。入射光场的存储和传输由控制原子最低能级跃迁的腔之间的相互作用来描述。在没有输入场的情况下，利用正交算符，在输入/输出关系中研究了真空诱导多光子跃迁的拉比分裂。利用二阶相干函数研究了由布居不平衡描述的光子振荡态中腔场的光子阻塞和局域-离域跃迁。研究了存在多能级跃迁时腔输出光场的反射和透射。利用反射场和透射场的积累和激发，研究了透射场群聚尖峰训练的同步性和腔场粒子数不平衡性。在单光子门场的存在下，增益增强解释了透射制度。
2017-11-09 quant-ph
Generation of bright squeezed light at 1.06 $μm$ using cascaded non-linearities in a triply resonant c.w. PPLN OPO
我们采用了一种超低阈值的连续波光学参量振荡器（OPO），将反射泵浦光的量子涨落降低到散粒噪声极限以下。OPO由三重谐振腔组成，该谐振腔包含由Nd：YAG激光器泵浦的周期性极化铌酸锂晶体，并提供接近2.12微米的信号和空闲波长和低至300微瓦的阈值。我们用一种稍加改进的零差探测技术探测到了OPO反射的泵浦光的量子涨落。测得的噪声降低为30%（在OPO的输出处推断的噪声降低为38%）。
2001-05-30 quant-ph
Improved superconducting qubit state readout by path interference
高保真度的Single Shot量子比特态读出对于许多量子信息处理协议是必不可少的。在超导量子线路中，量子比特的状态通常是通过检测微波腔的色散频移来确定的。在本文中，我们演示了使用的透射和反射信号之间的建设性干涉，以优化量子比特的状态读出，我们发现一个更好的解决状态歧视和提高量子比特读出保真度。作为一种简单方便的方法，我们的方案可以与其他基于腔光子态鉴别的量子比特读出方法相结合，进一步提高量子比特态的读出。
2021-11-01 quant-ph
All-optical versus electro-optical quantum-limited feedback
全光反馈可以通过将源腔的输出通过法拉第隔离器并进入第二腔来实现，第二腔通过非线性晶体耦合到源腔。如果驱动腔是重阻尼的，那么它可以被消除，并单独导出第一个腔的主方程或量子朗之万方程。这是针对任意状态下的输入浴和任意非线性耦合进行的。如果腔间耦合只涉及驱动腔的强度（或一个正交），那么对源腔的影响与使用直接（或零差）检测从电光反馈获得的效果相同。如果耦合涉及两个正交，这种等价性不再成立，并且在源振幅中的线性耦合可以在源腔中产生非经典态。使用外差检测的类似电光方案引入了额外的噪声，这阻止了非经典光的产生。与电光情况不同，全光反馈回路具有输出光束（从第二腔反射）。我们表明，这可能是压缩，即使源腔保持在经典状态。
2004-09-08 quant-ph
Mutual emergence of noncausal optical response and nonclassicality in an optomechanical system
我们表明，单模非经典的输出光机械腔和非因果线性光学响应，这种腔出现在相同的临界腔机械耦合。换句话说，当避免超光速通信的屏障（电磁学中）被解除时，就会出现单模非经典性。非因果行为出现的性质并不取决于腔的长度（边界条件）和类型。非因果行为的起源是在腔的外表面处的入射波和反射波之间的时间/频率关系。我们进一步讨论了与最近研究的关系：（i）全同粒子间纠缠与准粒子激发的非经典性的等价性，（ii）真空超流行为的必然性，（iii）纠缠-虫洞等价性。
2015-02-07 physics.optics quant-ph
Quantum phase gate Based on Electromagnetically Induced Transparency in Optical Cavities
基于电磁感应透明效应，我们从理论上研究了在光腔中由单原子构成的系统中实现量子相位门。首先，我们表明，探测脉冲可以经历一个$π$相移由于存在或不存在的经典控制场。考虑到腔EIT效应和量子存储过程的相互作用，我们证明了两个单光子之间的受控相位门。为此，首先需要在基态原子态中存储（控制）光子。在下文中，第二个（目标）光子必须撞击原子-腔系统。根据原子状态，第二个光子将被透射或反射，获得不同的相移。然后，该协议可以容易地扩展到多光子系统，即，保持控制光子的存储，它可以在几个单光子中引起相移，从而能够产生多体纠缠态。我们探讨了原子-腔系统中的相关参数空间，该空间允许使用最新技术实现量子相位门。特别地，我们发现了一个原子-腔系统的合作性的下限，它使得单光子相移的实现成为可能。光子量子比特的相位上的诱导移位和单光子之间的受控相位门，与光学器件相结合，使得能够执行通用量子计算。
2016-09-09 quant-ph
Optomechanics with two-phonon driving
我们考虑了相干双声子驱动的光机械腔的物理性质，即机械模的简并参量放大。我们表明，在这样的系统中，腔模式可以有效地“继承”的力学参数驱动，产生相敏放大和压缩的光信号从腔反射。我们还演示了如何使用这样的系统来执行单正交检测的近共振窄带力施加到力学与极低的附加噪声从光学。该系统还表现出强烈的差异，从传统的简并参量放大器：特别是，腔光谱函数可以成为负的，表明一个负的有效光子温度。
2016-09-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Second order quantum decoherence in the boson system
二阶量子退相干（SOQDC）是对仅由二阶量子关联反映的量子相干性损失的一种新的描述。通过计算两次关联函数，详细研究了两玻色子系统与由一个或多个玻色子组成的贮库相互作用的简单模型的SOQDC现象。在草图腔QED实验中可以观察到二阶量子退相干效应。
2001-04-22 quant-ph
Quantum interference control of perfect photon absorption in a three-level atom-cavity system
分析了三能级原子-腔系统中利用腔电磁诱导透明（EIT）控制相干光子吸收的方案。相干完全吸收（CPA）是在激光过程具有时间反演对称性，腔界面发生相消干涉时产生的。通常，CPA的频率范围取决于腔镜的衰减率。当控制激光器稳定时，腔衰减率越小，CPA的频率范围越宽，对于给定的频率，满足CPA条件的输入光强越大。在腔参数一定的情况下，控制激光器的拉比频率对CPA的频率范围影响不大。然而，利用EIT型量子干涉，CPA模式可由控制激光器调谐。这就意味着，在给定的输入激光频率和强度下，CPA可以作为相干非理想吸收（CNPA）来控制。此外，利用输入探测激光的相对相位，探测场可以被完美地透射和/或反射。因此，该系统可以用作可控的相干理想吸收器或发射器和/或反射器，并且我们的工作可能在光学逻辑器件中具有实际应用。
2021-05-30 physics.optics quant-ph
Qubit readouts enabled by qubit cloaking
本文基于量子比特隐身技术，提出两种互补的量子比特读取方案，在不改动标准电路QED架构的前提下，可在多种参数条件下实现优于标准色散读取的性能。
2023-11-08 quant-ph
Circuit QED scheme for realization of the Lipkin-Meshkov-Glick model
我们提出了一个在电路QED系统中实现Lipkin-Meshkov-Glick模型的方案。N个超导量子比特的阵列与驱动腔模式相互作用。在色散状态下，腔模式被自动消除，生成单独用于量子位的有效模型。Lipkin-Meshkov-Glick模型的特征长程序在这里由腔场介导。对于封闭的量子比特系统，量子比特的固有二阶相变反映在输出腔场的强度中。在对称性破缺阶段，多体基态是高度纠缠的。在平均场处理中分析量子位的弛豫。二阶相变消失，而新的相变区出现。
2010-06-17 cond-mat.other quant-ph
Quantum amplification of spin currents in cavity magnonics by a parametric drive induced long-lived mode
腔介导的磁振子-磁振子耦合可以导致两个空间分离的磁性样品之间的自旋波激发的转移。我们阐述了如何应用双光子参量驱动的腔可以导致斯塔克放大，在这种传输效率。腔的周期性多光子吸收打开了一个无限的可达能级的阶梯，这可以在磁振子Fock空间内诱导高阶跃迁。这反映在当相邻样品被相干泵浦时来自磁性样品之一的增强的自旋电流响应中。在稳定的动力学区域内，由参数驱动引起的增强可以相当高。具体而言，在稳定边界的外围附近，自旋电流被放大了几个数量级。这种惊人的增强因子是由于参数诱导的强凝聚沉淀的长寿命模式的出现。虽然在磁振子的背景下，该原则的一般性将允许应用到参数腔中包含的系统之间的能量传递。
2022-10-12 physics.optics quant-ph
Spin-to-polarization mapping with a coherent quantum dot-cavity receiver
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies（纳米科学与纳米技术中心）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques（光子科学研究所）；The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术研究所）；Quandela（量子达）
本研究基于带电量子点-微柱腔器件的自旋诱导克尔旋转，实现单次反射光子探测下电子自旋到偏振的95±2%保真度映射，为确定性逻辑门提供了基础。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Convert laser light into single photons via interference
通过干涉将激光光转换为单光子，利用腔内单个量子点在低驱动场下同时散射两个光子，实现光子统计的可调制。
2024-03-25 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Quantum Scanning Microscope for Cold Atoms
我们提出了一个详细的理论描述的原子扫描显微镜中提出的腔QED设置在物理。120，133601（2018）。该显微镜以非破坏性的方式连续观察具有光学亚波长分辨率的原子密度。超分辨是通过设计一个原子内部暗态来实现的，该暗态具有与腔场色散耦合的基态粒子数的急剧空间变化。因此，在零差实验中，内部状态中编码的原子位置被揭示为从腔反射的光的相移。我们的理论描述的显微镜操作是基于随机主方程描述的条件下的原子系统的时间演化的连续观察下的竞争动力学诱导的系统的哈密顿量，退相干效应由于原子自发衰变，和测量反作用。在我们的方法中，我们所观察到的零差电流与当地的原子密度，并讨论了量子非爆破测量制度的出现，允许连续观察量子运动本征态的空间密度，而无需测量反作用在一个单一的实验运行。
2018-08-27 quant-ph
Squeezing of optomechanical modes in detuned Fabry-Perot interferometer
对失谐激光泵浦法布里-珀罗腔动镜构成的光机系统进行了分析。抽运失谐产生的光弹簧在系统中产生若干本征模，这些本征模可视为高Q振荡器。激光功率的调制导致振荡器弹性常数的参数调制，从而允许压缩模的正交中的噪声。在从空腔反射的光中可以找到压缩的证据。
2013-09-14 gr-qc quant-ph
Optomechanically induced transparency in membrane-in-the-middle setup at room temperature
我们证明了模拟的电磁感应透明的室温腔光学机械设置由一个薄的Fabry-Pérot腔中的透明膜形成。由于相消干涉，当泵浦光与腔的运动红边带共振时，弱探测光场被腔完全反射。在这种情况下，我们推断光的数百微秒的显著减慢，这很容易通过沿着腔轴移动膜来调整。我们还观察到了当泵浦光与蓝边带共振时，由于相长干涉而产生的电磁感应放大现象。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Etude du couplage optomecanique dans une cavite de grande finesse. Observation du mouvement Brownien d'un miroir
本论文的主题是对高精细度光学谐振腔中的光机耦合效应进行理论分析，并对高精细度光学谐振腔进行实验实现。由光施加的辐射压力限制了高精度光学测量的灵敏度。特别是，引力波的干涉测量的灵敏度受到所谓的标准量子极限的限制。一个可移动的镜子。这种腔中存储的内场可以比输入场大几个数量级，其辐射压力可以改变腔的物理长度。反过来，镜子位置的任何变化都会改变输出场的相位。这种光机械耦合导致光的强度依赖性相移，相当于光学克尔效应。这样的装置可以用于压缩产生或量子非破坏测量。在我们的实验中，我们发送一束激光到一个高精细光学腔，该腔具有一个可移动的反射镜，该反射镜涂在一个高Q因子的机械谐振器上。因此，在低温下，辐射压力的量子效应在实验上是可以观察到的。然而，我们已经表明，反射场的相位对小的反射镜位移非常敏感，这表明这种类型的设备的其他可能的应用，如高精度位移测量。我们已经能够观察到运动镜子的布朗运动。我们还使用了一个辅助的强度调制激光束来光学激发声学模式。我们最终获得了2 × 10 ^（-19）m/sqrt（Hz）的灵敏度，与理论预测一致。
2004-02-19 quant-ph
Coherent nonlinear optical probe for cavity-dressed vibrational mode mixing: Multidimensional double-quantum coherence and photon-echo spectroscopy
Theory Division, Center for Free-Electron Laser Science CFEL, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器研究所自由电子激光科学中心理论部）
本研究提出两种多维光谱技术，用于监测腔体修饰振动激发，并揭示了耗散环境中振动模式的超快动态特性。
2026-07-24 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Giant optical Faraday rotation induced by a single electron spin in a quantum dot: Applications to entangling remote spins via a single photon
我们提出了一种量子非破坏方法-巨法拉第旋转-来检测微腔中量子点中的单电子自旋，其中带负电荷的激子强烈耦合到腔模。由于腔量子电动力学和光学自旋选择定则，从腔反射的左、右旋偏振光感受到不同的相移。这产生了巨大的可调谐法拉第旋转，可以很容易地在实验中检测到。基于这种自旋探测技术，提出了一种可扩展的方案，通过单个光子在两个或多个远程自旋之间产生任意量的纠缠。
2008-03-08 cond-mat.other quant-ph
Spin entanglement using coherent light and cavity-QED
讨论了一种在高Q微腔中，通过探测与两个量子点发生色散相互作用并经历了自旋选择性三电子跃迁的法拉第旋转的强相干光，在两个相距较远的单电子掺杂量子点之间产生概率纠缠的方案.为了评估T. D. Ladd等人[New J.Phys.8，184（2006）]中描述的两个远距离量子点，需要理解由量子点自旋与材料的核自旋的超精细相互作用以及由不相同的量子点所施加的限制。通过在近似框架内解析计算贝尔态产生的保真度，证明了这种方法的可行性。的保真度进行了评估，为广泛的参数和不同的脉冲长度，产生信号和退相干之间的权衡，以及一组最佳的参数。研究了克服非全同量子点对保真度影响的策略，并讨论了核自旋所施加的时间尺度，表明利用远距离量子点可以有效地产生纠缠。在这种情况下，由于轻空穴过渡的影响变得重要，必须包括在内。该计划进行了讨论，以及为两侧腔，其中必须小心与反射光携带自旋信息。近似方法的有效性进行了检查一个更详细的半经典模拟，其中包括trion形成。
2008-04-08 quant-ph
Quantum tunneling through vacuum-multiparticle induced potentials
当超慢激发原子进入相互作用区时，真空腔模诱导出势垒和势阱，使原子以一定的几率被反射或透射。我们证明了一个低速受激粒子在充满$N-1$基态原子的真空电磁场模中自由隧穿。其原因是由于多粒子影响和与环境相互作用的相应去耦，运动原子被捕获到其较高状态，使得发射体不{ \it见}感应电势。
2006-10-16 quant-ph
