Geometric phases in open tripod systems
我们首先考虑受激拉曼绝热通道（STIRAP）在一个封闭的四能级三脚架系统。在这种情况下，系统的绝热本征态获得实几何相位。当系统是开放的，并受到退相干，他们获得复杂的几何相位，我们确定的Monte Carlo波函数的方法。我们计算的几何相位和状态演化的封闭以及在开放系统的情况下，并描述这些之间的偏差的相位获得。当系统是封闭的，绝热演化实现阿达玛门。开放系统实现了一个不完美的门，因此具有低于1的保真度。我们表示这种保真度的收购几何相位。
2007-10-02 quant-ph
Cross-Phase Modulation and Population Redistribution in a Periodic Tripod Medium
研究了两个脉冲在三脚架形原子介质中传输时的交叉克尔效应，两脉冲被强驻波耦合光束修饰。考虑到原子能级之间的人口的重新分配，这使得人们可以研究在很宽的范围内的脉冲失谐的相移，计算的非线性相移的透射和反射光束。其他参数的影响，例如，控制场的强度和弛豫速率对交叉克尔效应的影响也作了详细的分析。
2011-03-17 quant-ph
The Tripod High-Speed Quantum Memory As a Beam Splitter with Arbitrary Splitting Ratios
理论上实现量子存储单元作为任意系数分束器并推导其输入输出矩阵，同时研究了基于三脚架型原子能级与跃迁的高速量子存储器。
2025-04-16 quant-ph
Double Electromagnetically Induced Transparency in a Tripod-type Atom System
研究了三脚架位形四能级原子系统中的电磁感应透明现象。结果表明，该组态等效于两个单三能级$Λ$组态的组合，在一定条件下，会产生所谓的双EIT（DEIT）现象.详细讨论了双透明窗口的特性，并提出了可能的实验方案。
2007-11-17 quant-ph
Light Storage and Retrieval in an Atomic Tripod System
本文实验演示了基于$^{87}$Rb原子三脚架系统的光存储与读取协议，通过控制存储时间、相位和磁场调控自旋波干涉，展示其优于$\Lambda$系统的丰富动力学特性，为量子信息处理提供新方案。
2025-08-13 physics.atom-ph quant-ph
Coherent phase control of orbital-angular-momentum light-induced torque in a double-tripod atom-light coupling scheme
Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Vilnius University（维尔纽斯大学理论与天体物理研究所）；Baltic Institute of Advanced Technology（波罗的海先进技术研究所）
本研究通过双三重原子-光耦合方案实现对光涡旋光束诱导扭矩的相位控制，利用相位变化调控原子旋转和电流流，应用于量子控制与信息处理。
2025-12-19 quant-ph
Adiabatons in a double tripod coherent atom-light coupling scheme
本研究针对多能级原子系统中的光绝热子形成问题，对比分析五能级M型与双三脚架系统，发现前者因强度相关群速度和脉冲前沿陡化阻碍长程绝热子形成，后者则利于形成两种形状不变的光绝热子构型。
2024-11-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Light storing in a medium of atoms in the tripod configuration
从双极化激元理论和数值计算两个控制脉冲驱动的三角形原子介质中光的传输和存储。结果表明，在脉冲存储阶段，开启的磁场改变了由于存储脉冲而引起的原子相干态之间的相位关系，从而导致释放脉冲的本质修改。给出了有关释放脉冲和相干性的定量关系。一般情况下，当两个控制字段是不成比例的脉冲释放阶段也检查。结果表明，在这两种情况下，一个单一的暗态极化激元是不足以占脉冲的演变，这是连接的事实，即一部分的信号仍然在介质中后的释放阶段。
2005-02-07 quant-ph
Quantum Information of a Four-Level Tripod-Type Atom in Motion Interacting with a Deformed Binomial Field in the Presence of a Non-Linear Medium
本文研究Kerr介质中四能级三脚架型原子与q形变二项式场的相互作用，通过引入含时耦合与失谐参数，揭示了q形变、Kerr非线性等对纠缠和保真度的显著影响，为量子信息处理和非线性量子光学提供理论参考。
2025-03-12 quant-ph
Quantum logical gates operating on stored light
提出了单量子位门的实现，例如，相位、NOT、\sqrt{NOT}和Hadamard，对偏振光子进行操作并基于光存储。量子比特转换不是处理光子本身，而是对由于光子存储在三脚架配置的原子介质中而引起的原子激发进行。
2011-02-16 quant-ph
Propagation of optical vector vortices of slow light in a coherently prepared tripod configuration
Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Vilnius University（维尔纽斯大学理论与天体物理研究所）；Laser Research Center, Vilnius University（维尔纽斯大学激光研究中心）；Département Physique, Faculté des Sciences, Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学理学院物理系）；Baltic Institute of Advanced Technology（波罗的海高级技术研究所）
研究慢光光学矢量涡流在四能级三线原子系统中的传播，揭示涡流OAM与介质相互作用及动态各向异性对慢光涡流强度和偏振的影响。
2026-03-24 quant-ph
Study of the adiabatic passage in tripod atomic systems in terms of the Riemannian geometry of the Bloch sphere
本文用微分几何方法分析了受激喇曼绝热通过过程。本工作的灵感来自布鲁斯W. Shore等人（R. G.乌纳扬湾W. Shore和K. Bergmann Phys.Rev.A \textbf{59}，2910（1999））。我们演示了如何一个纯粹的几何解释的绝热通过量子三脚架系统作为一个黎曼平行运输的暗态矢量沿布洛赫球允许描述一个给定的序列的斯托克斯，泵浦和控制激光激发脉冲的系统的演变。结合Dykhne-Davis-Pechukas绝热性准则和球上圆的极大极小原理，这种方法可以获得高保真三脚架分数STIRAP的最佳激光脉冲序列的解析形式。与$Λ$系统中的常规STIRAP相比，最佳激光脉冲序列的高斯近似允许达到$10^{-7}$对于$300$的绝热性参数的不保真度，而不会对群体转移精度产生明显的振荡或其他有害影响。
2022-10-26 physics.atom-ph quant-ph
Holonomic multi-controlled gates for single-photon states
Institute for Complex Systems, National Research Council (ISC-CNR)（国家研究委员会复杂系统研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；Department of Physics, University of Sapienza（罗马大学物理系）；Research Center Enrico Fermi（恩里科·费米研究中心）
本文提出利用非阿贝尔汇合实现多控量子门，展示了单光子态上的CNOT、SWAP及Toffoli门，并实现了德鲁恩量子查询算法。
2025-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulation of quantum states in memory cell: controllable Mach-Zehnder interferometer
在这篇文章中，我们考虑了操纵量子信号的可能性，确保使用三脚架型原子存储单元。我们表明，根据在写入和读取的驱动字段的配置，这样的单元允许存储和转换的信号。可以在输入处通过两个连续脉冲的马赫-曾德尔干涉仪模式下提供存储器单元的操作。我们提出了一个部分信号读出的过程，提供检索光和原子系综之间的纠缠。因此，我们已经表明，三脚架原子细胞是一个有前途的候选人，实现量子逻辑操作，包括两个量子比特的，可以执行的基础上只有一个细胞。
2016-12-03 quant-ph
Entangling power of holonomic gates in atom-cavity systems
我们的目标是利用非绝热量子完整理论，在由$N$全同原子组成的系统中，为构造$Λ$型原子间的几何诱导纠缠提供一种新的途径.利用量子Zeno效应，我们引入了一个三脚架型相互作用哈密顿量，它允许任意的几何纠缠功率。这将是解决实现通用非绝热完整纠缠双量子比特门的可行性的实质性一步。
2018-03-01 quant-ph
Electromagnetically-Induced-Transparency Cooling with a Tripod Structure in a Hyperfine Trapped Ion with Mixed-Species Crystals
针对超精细结构离子难以实现标准EIT冷却的问题，提出通过添加额外激光频率在25Mg+上实现EIT冷却的方法，并成功在混合物种晶体中演示了所有轴向模式的同步冷却。
2024-08-23 physics.atom-ph quant-ph
Linear and nonlinear optical torque in multi-level atomic systems driven by counter-rotating orbital angular momentum fields
Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Vilnius University（维尔纽斯大学理论物理与天文研究所）；Laser Research Center, Vilnius University（维尔纽斯大学激光研究中心）；Département Physique, Faculté des Sciences, Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学理学院物理系）；Baltic Institute of Advanced Technology（波罗的海先进技术研究所）
研究矢量涡旋光束在Λ型和三脚架型原子系统中产生的光学扭矩，发现原子相干性（包括初始布居差和相对相位）可控制扭矩，即使两分量振幅相等也能产生非零扭矩。
2026-06-27 quant-ph
Geometric quantum gates with superconducting qubits
我们提出了一个方案，实现了一个通用的非阿贝尔几何变换的一个单一的逻辑量子比特组成的三个超导transmon量子比特耦合到一个单一的腔。该方案利用了绝热演化的有效三脚架哈密顿量，这是通过纵向驱动的transmons实现的旋转框架。该提议在实验上是可行的，并且可以作为几何量子计算原理的第一个证明。
2011-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase induced transparency mediated structured beam generation in a closed-loop tripod configuration
提出了一种在封闭的四能级原子系统中产生结构光束的基于相位诱导透明的方案。我们采用相位结构的探测光束和横向磁场来产生相位相关的介质磁化率。我们表明，这种相位依赖的吸收调制的关键形成的结构光束。我们使用一个完整的密度矩阵形式主义来解释Radwell等人的实验。114，123603（2015）]。我们的数值结果光束传播证实，存在于吸收分布的相位信息得到编码的空间探测包络，即使在强场限制创建花瓣状的结构。所形成的结构化光束的对比度可以通过改变反射强度以及探测强度来增强。在弱场限制中，吸收轮廓仅负责产生结构化光束，而在强探测区中，色散和吸收轮廓都有助于产生高对比度结构化光束。此外，我们还发现了强场诱导的非线性磁光旋转（NMOR）对结构光束的旋转作用。
2017-06-08 physics.optics quant-ph
Analytic Design of Accelerated Adiabatic Gates in Realistic Qubits: General Theory and Applications to Superconducting Circuits
绝热性捷径是加速绝热量子协议的一种常用方法，在量子信息处理中有许多潜在的应用。不幸的是，分析构建具有复杂相互作用和多个层次的系统绝热性的捷径是一项具有挑战性的任务。这通常通过假设理想化的哈密顿量来克服[例如，仅保留能级的有限子集，并进行行波近似（RWA）]。在这里，我们开发了一种$analytic$方法，允许人们超越这些限制。我们的方法是通用的，并在分析推导出的脉冲形状，纠正非绝热错误以及非RWA错误的结果。我们还表明，我们的方法可以产生脉冲需要一个较小的驱动功率比传统的非绝热协议。我们详细展示了我们的想法可以用来分析设计高保真单量子位的“三脚架”门在一个现实的超导fluxonium量子位。
2021-07-09 quant-ph
Resonance beating of light stored using atomic spinor polaritons
我们用多层三脚架方案研究了铷原子蒸气中的光存储。在系统中，存在两个集体暗极化激元模，形成一个有效的旋量准粒子。光的存储是通过动态地将光群速度降低到零来执行的。在释放存储的脉冲之后，监测两个再加速光学模式的拍频。所观察到的拍频信号在原子跃迁频率下振荡，为原子共振频率和量子开关的新型量子限制测量开辟了道路。
2008-10-31 physics.atom-ph quant-ph
Atomic Interferometer Gates Realization via Quantum Optimal Control
原子干涉仪具有两个量子幺正门，必须实现原子重力仪和原子干涉仪陀螺仪的量子传感目的。定义了一个定义两个幺正算子之间距离的最优代价函数，并在此基础上推导了一种基于脉冲的随机梯度下降算法，用于实现原子镜和原子分束器门。通过对这些门的实现采用数值优化控制，我们分别实现了反射镜门和分束器门的0.995和0.998的门保真度。在这项研究中，采用了二能级原子钟跃迁。
2021-12-26 quant-ph
Continuous-variable controlled-Z gate using an atomic ensemble
连续变量受控Z门是一种用于通用连续变量量子计算的典型双模门。它被认为是最基本的连续变量量子门之一。本文提出了一种利用原子系综实现两光束间连续变量受控Z门的方案。通过简单地发送在两个正交方向上传播的两个光束两次通过自旋压缩原子介质来执行门。如果输入原子态是无限压缩的，它的保真度可以达到1。考虑到由于原子退相干和光损耗的噪声效应，我们表明，在目前可用的技术中，该方案的观测精度仍然相当高。
2011-05-31 quant-ph
Three-Way Entanglement and Three-Qubit Phase Gate Based on a Coherent Six-Level Atomic System
分析了电磁诱导透明结构下六能级原子系统的非线性光学响应。在这种具有较大交叉相位调制效应的系统中产生的巨大的五阶非线性可以产生有效的三路纠缠，并且可以用于实现三量子比特量子相位门。我们证明了这种相位门可以转换为Toffoli门，从而促进了在量子信息和计算中的实际应用。
2006-02-26 quant-ph
Holonomic Gates in Pseudo-Hermitian Quantum Systems
量子力学的含时伪厄米公式允许研究类似于厄米量子系统的开放系统动力学。在这种情况下，我们表明，完整的量子计算的概念，同样可以制定伪厄米系统。从一个退化的伪厄米哈密顿量，我们表明，在绝热极限，非阿贝尔几何相位出现，实现了一个伪酉量子门。我们说明我们的研究结果通过研究一个伪厄米特增益/损失系统，可以写在一个三脚架哈密顿量的形式，通过使用双正交表示。它表明，该系统允许任意的伪$\mathrm{U}(2)$变换作用于暗子空间的系统。
2019-07-16 math-ph math.MP quant-ph
Quantum gates on asynchronous atomic excitations
本文提出了一种在光学腔中实现二能级原子异步激发的通用量子门系统。CSign型的纠缠算子是在没有分束器的情况下实现的，近似地，基于具有单激励和双激励的腔体中的拉比振荡的周期的不可逆性。
2020-06-01 quant-ph
Frequency-up conversion and quantum swap gate in an optical cavity with atomic cloud
提出了一种实现腔内光场上变频和双量子比特量子交换门的方案。在该方案中，一个V型原子系综在它们的基态中共同介导两个腔模之间的相互作用。在一定条件下，腔场自由度与原子自由度解耦，两个腔模之间的有效耦合强度随$\sqrt{N}$（$N$为原子数）的增加而增加.数值模拟表明，在原子自发发射和腔模衰减的影响下，量子交换门仍然具有较高的保真度。
2008-01-05 quant-ph
Quantum interface between light and a one-dimensional atomic system
我们研究了信号光子脉冲与一维原子链之间的量子界面的最佳条件。被测物体被物理设计为三脚架型原子的原子阵列，该原子阵列被限制在纳米级电介质波导中并经历其基本HE11模式。相互作用的效率主要受到波导倏逝场与被囚禁原子的重叠和耦合的限制。我们验证了这些物理条件时，耦合内的主要散射通道将足以进一步提供各种基本的接口协议，如光存储，光物质纠缠，准备一些光子状态的需求，等。
2020-04-14 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Gates on Individually-Addressed Atomic Qubits Subject to Noisy Transverse Motion
单个捕获的原子量子位代表了最有前途的量子计算机技术之一，因为它们的空闲误差可以忽略不计，并且能够通过聚焦光场实现全套可重构门操作。然而，量子门操作的保真度会受到横向于激光的原子的弱约束的限制。我们目前的测量这种效果，通过执行单独寻址纠缠门链中的最多25个被困的原子离子，弱限制沿链轴。我们提出了一个模型，准确地描述了所观察到的退相干从由嘈杂的电场引起的离子的残余加热。我们建议通过使用散布在链中的辅助离子来同情地冷却整个量子线路中的量子比特离子来抑制这些效应。
2020-07-14 quant-ph
Ion-mediated interaction and controlled phase gate operation between two atomic qubits
本文提出离子-原子混合量子系统模型，利用里德伯激发实现离子介导的远距离原子间相互作用，并演示了保真度97%的双量子比特受控相位门。
2024-12-09 quant-ph
Parallel multi-two-qubit SWAP gate via QND interaction of OAM light and atomic ensemble
该研究利用原子系综与携带轨道角动量的多模光之间的 QND 相互作用，提出离散变量 SWAP 操作方案，并证明可实现并行多双量子比特 SWAP 门。
2023-06-28 quant-ph
Fast measurements and multiqubit gates in dual species atomic arrays
针对双物种原子量子比特阵列，研究提出基于跨物种$\textsf{CNOT}_k$门和差异化里德堡态相互作用的快速稳定子测量方案，可在极短时间内实现超高测量保真度。
2024-09-09 quant-ph
Time-Optimal Control of Collisional $\sqrt{\text{SWAP}}$ Gates in Ultracold Atomic Systems
我们利用量子最优控制来识别超冷原子中基于快速碰撞的双量子位$\sqrt{\text{SWAP}}$门。我们表明，一个显着的速度可以通过优化全门，而不是单独优化合并等待分离的顺序的捕获电位。我们的最佳策略不依赖于原子填充合并势的最低本征态，并且它关键地包括在势完全合并之前量子相位的积累。我们的分析超越了特定的陷阱几何形状，但与以前的作品相比，我们提出了系统的结果，光晶格，并发现大大改善门的持续时间和结晶度。
2019-07-19 quant-ph
Utility of NISQ devices: optimizing experimental parameters for the fabrication of Au atomic junction using gate-based quantum computers
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）；The Institute of Medical Science, The University of Tokyo（东京大学医学科学研究所）；The University of Tokyo（东京大学）
研究利用NISQ设备通过量子计算优化制备金原子接头的实验参数，对比NISQ与量子退火器的计算精度，证明NISQ在解决大规模优化问题时具有更低的残余能量和更高的解质量。
2026-04-14 quant-ph
New-type geometric gates in atomic arrays without Rydberg blockade
提出一种无需 Rydberg blockade 的 controlled-phase 门新方案，结合非绝热 holonomic 控制与非常规几何控制，具有抗噪、快速且节省物理资源的优势。
2024-12-26 quant-ph
Quantum computer with atomic logical qubits encoded on macroscopic three-level systems in common quantum electrodynamic cavity
提出了一种基于宏观（或介观）共振系统--量子电动力学腔中的多原子相干系综、鱿鱼或量子点，在固态量子计算机中有效实现基本量子门通用集合的方法.我们利用一个编码的逻辑量子比特的对宏观的两个或三个层次的原子，是工作在希尔伯特子空间的所有国家固有的这些原子系统。在这个子空间中，逻辑单量子比特门通过经由虚拟光子的交换的对中的单个原子激发的受控可逆转移以及通过对中的原子系综中的一个的频移来实现。在二能级系统的情况下，逻辑双量子位门通过控制一个原子系综中的兰姆位移幅度来执行，分别允许/阻止一对中的激发转移，其由另一对的第三原子系统控制。当使用三能级系统时，我们描述了原子对中的非门，该非门由工作原子激发向由控制对激发的直接影响引起的附加第三能级的转移控制。最后，我们讨论了所提出的物理系统的优势，一些有用的量子门的加速计算。
2013-01-10 quant-ph
Optical multi-qubit gate operations on an excitation blockaded atomic quantum register
我们考虑一个多量子位原子或离子系统，其中有两个计算基态和一个相互作用的激发态，在所谓的封锁制度，使得只有一个量子位可以被激发在任何一个时间。这种系统的例子是稀土离子掺杂的晶体和镊子阵列中捕获的中性原子。我们提出了一个简单的激光激发协议，产生一个复杂的相位因子上的任何所需的多量子位产品的状态，并可用于实现多量子位门，如n位Toffoli门。该操作仅使用两个脉冲来执行，其中每个脉冲同时寻址所有量子位。通过使用复杂的双曲正割脉冲，我们的计划是强大的，并允许完全转移到和从激发态，尽管相互作用参数的变化。详细分析了多量子比特门的性能。
2022-10-12 quant-ph
Encoded Universality of Quantum Computations on the Multi-Atomic Ensembles in the QED Cavity
我们提出了一组有效的基本量子门，它们提供了一种编码的普适性，并证明了这些量子门用于基于QED腔中多原子系统的固态量子计算机的物理可行性。我们使用双量子比特编码和交换操作来简化通用量子计算的物理实现，并增加对一些错误的免疫力。这种方法允许通过三个基本门来实现任何编码的单量子位操作，并且编码的受控非操作可以在单个步骤中执行。对于实现一些常用的受控门也显示出相当大的优势。
2011-09-01 quant-ph
Fast and robust two- and three-qubit swapping gates on multi-atomic ensembles in quantum electrodynamic cavity
量子计算机的创建是一个突出的基础和实际问题。量子计算机可以用于执行非常复杂的任务，这些任务是经典计算机无法解决的。第一台固态量子计算机的原型是在2009年用超导量子比特创建的。然而，它受到退相干过程的影响，并且期望找到具有长寿命相干性的量子比特的更实用的编码。它可以是固体中的单个杂质或空位中心，但它们与电磁辐射的相互作用相当弱。因此，在这里，提出了原子系综的量子比特编码，通过使用偶极封锁机制，以把多层次系统的两个层次的。但是基于偶极-偶极的封锁引入了额外的退相干，这限制了其实际意义。近年来，人们提出了三能级原子系统的集体封锁机制，即利用不同激发原子数的原子集体态之间的拉曼跃迁的不同频移来实现集体封锁。在这里，我们提出了基于谐振腔中多原子系综之间虚光子交换相互作用的二能级原子系统中另一种集体封锁机制的双量子比特门。此外，我们还证明了三量子比特门（受控SWAP门）的可能性，它利用光子编码量子比特状态控制的原子能级的动态移动来抑制两个多原子系综之间的交换过程。
2011-03-16 quant-ph
Spatiotemporal control of entangling gates on atomic N-qubit systems
本文提出一种包含脉冲时空参数的优化方法，用于原子N量子比特系统纠缠门制备，通过增强偶极阻塞可提速两个数量级，并评估了原子邻近度、几何结构及能量需求，最后按门机制分类最优协议。
2023-05-10 quant-ph
Quantum Interference of Stored Coherent Spin-wave Excitations in a Two-channel Memory
量子存储器是长距离量子网络和量子计算中的重要组成部分。在冷原子介质中，单光子水平上的相对长寿命单通道存储已经取得了重要进展。然而，存储双通道自旋波激发（SWE）的量子位存储器仍然面临挑战，包括由拉莫尔过程、波动的环境磁场以及两个通道之间的相对相位的操纵/测量引起的限制。在这里，我们展示了一个理想的三脚架原子系统中的两个通道的存储方案，其中的总读出信号表现出建设性或相消干涉时，两个通道的慢波元件检索由两个读取光束具有可控的相对相位。实验结果表明所存储的SWE之间存在量子相干性。基于这样的相敏存储/检索方案，测量的两个SWE和拉比振荡之间的相对相位，以及消除的崩溃和复苏的读出信号，实验证明。
2010-06-29 quant-ph
Quantum state transfer and Hadamard gate for coherent states
我们提出了一个原子量子比特到猫量子比特的量子态转移，通过一个简并拉曼相互作用和一个Hadamard门操作的相干态。我们证明了原子量子比特的系数可以映射到相干态量子比特上，并实现了有效的量子比特态转移。
2013-07-04 quant-ph
Generation of Atomic Cluster States through the Cavity Input-Output Process
我们提出了一个方案来实现一个双量子比特控制相位门的单原子量子比特，它的工作原理与接近理想的成功概率和保真度。我们的方案是基于腔的输入输出过程和单光子偏振测量。我们表明，即使与实际的缺陷，如原子自发发射，弱原子-腔耦合，违反兰姆-迪克条件，腔光子损失，和检测效率低下，建议的门是可行的集群状态的产生，因为它符合可扩展性标准，它在一个决定性的方式操作。我们展示了一个简单而有效的过程来生成一个集群状态与我们的高概率纠缠门。
2005-10-12 quant-ph
Two-qubit entangling gates between distant atomic qubits in a lattice
量子比特阵列编码在基态流形的中性原子被困在光（或磁）晶格似乎是一个有前途的平台，实现可扩展的量子计算机。阵列中最近的相邻量子位之间的两个量子位条件门可以通过利用里德伯封锁机制来实现，如D。Jaksch等人[Phys. Rev. Lett. 85，2208（2000）]。然而，由于偶极-偶极相互作用引起的能量偏移导致阻断随着原子间距离迅速下降，并且基于直接里德伯阻断的协议通常不能在由多于一个晶格位点分离的原子之间操作。在这项工作中，我们提出了一个扩展的Jaksch \emph{et al.} \协议的受控Z和受控非门的工作在一般情况下，量子位不是最近的邻居在数组中。我们的建议依赖于里德伯激发沿着连接量子比特的辅助非编码原子链跳跃，在该量子比特上应用门。研究了门保真度与辅助原子数、封锁强度和里德伯态衰减率的关系。还提供了我们的远程控制非门的实现和基于最近邻的两个量子比特门的序列之间的比较。
2017-06-06 quant-ph
Two-qubit atomic gates: Spatio-temporal control of Rydberg interaction
本研究提出一种基于光时空调控的近距离原子双量子比特纠缠门新协议，利用暗态相干性提升鲁棒性，有望将操作速度提至纳秒级，还分析了保真度分布及额外量子比特的影响并给出多脉冲推广方案。
2023-04-27 quant-ph
Spin Field Effect Transistors with Ultracold Atoms
我们提出了一种构造自旋电子器件的冷原子类似物的方法，该自旋电子器件被称为Datta-Das晶体管（DDT），尽管它在自旋电子学中具有开创性的概念作用，但从未成功实现过电子。我们提出了两个替代方案的原子DDT，这两个都是基于三脚架受激拉曼绝热通道的实验装置。这两种设置都涉及原子束入射到一系列激光场上，这些激光场模仿电子的相对论自旋轨道耦合，这是DDT的操作机制。
2009-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.atom-ph
Randomized benchmarking of atomic qubits in an optical lattice
我们对限制在光晶格中的中性原子量子比特（量子比特）进行随机基准测试。单量子位门使用微波实现，导致每个随机计算门的测量误差为1.4（1）x 10^-4，其由系统T2弛豫时间决定。结果表明，该系统的鲁棒性，更先进的量子信息协议的可行性。
2010-11-15 quant-ph
Entangling two qudits of arbitrary dimension through light-atomic Faraday interaction
Saint-Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）
本研究针对携带轨道角动量的光场态与原子集体自旋相干态编码的两个任意维度量子比特，提出基于两次法拉第相互作用及正交分量旋转的协议生成多种纠缠操作，且均可表示为d维SWAP门的有理幂次，并计算了不同维度与纠缠能力下的变换概率。
2026-08-21 quant-ph
Multiple images storage and frequency conversion in a cold atomic ensemble
量子存储器是量子网络的关键组成部分，对量子存储器的强烈需求激发了新的方法学，并导致了量子存储的实验进展。将量子存储器用于空间多模或图像存储可以显著提高信道比特率。此外，可以存储多种光学模式的量子存储器将导致量子通信和计算的更高效率。在这里，通过在冷原子系综中使用共振三脚架电磁诱导透明，我们实验证明了频域中的多探针存储，其中两个探针场具有离散的波长和不同的空间信息。此外，通过使用不同的读取光，我们实现了高效率的频率转换的检索图像。此外，我们的方法可以用来创建一个重叠的图像通过实现分束器的功能。这些优点使我们的方法在包括量子信息、探测、成像、传感甚至天体物理观测等许多领域都很有用。
2012-09-10 physics.optics quant-ph
Efficient quantum repeater based on deterministic Rydberg gates
我们提出了一个有效的量子中继器结构与介观原子系综，里德伯封锁用于确定性的本地纠缠产生，纠缠交换和纠缠纯化。与传统的基于原子系综的量子中继器相比，在确定性里德伯门的帮助下，纠缠分发速率提高了两个数量级。这种新的量子中继器方案具有鲁棒性和快速性，从而为实际的长距离量子通信开辟了一条新的途径。
2010-03-09 quant-ph
Effective Rabi dynamics of Rydberg atoms and robust high-fidelity quantum gates with a resonant amplitude-modulation field
在两个里德伯原子上加一个共振振幅调制场，我们提出了一种里德伯反封锁（RAB）机制，在该机制中，原子的集体基态和激发态之间产生拉比振荡。控制Z门可以通过拉比循环产生。此外，通过修改参数关系，解决了RAB门的几个常见问题。整形脉冲增强了门的保真度和门对控制误差的鲁棒性。放宽了对Rydberg-Rydberg相互作用强度控制精度的要求。此外，原子激发被抑制，因此门对原子衰变的鲁棒性增强。
2020-03-05 quant-ph
Conditional quantum logic using two atomic qubits
在本文中，我们提出并分析了一个可行的方案，其中检测单个散射光子从两个被困的原子或离子执行条件幺正操作的两个量子比特。作为例子，我们考虑准备所有四个贝尔状态，反向操作，这是一个贝尔测量，和一个CNOT门。通过计算贝尔不等式违反和计算CNOT门保真度，我们研究了原子运动和多重散射的影响。
2002-06-02 quant-ph
Quantum Computing with Atomic Josephson Junction Arrays
我们提出了一个原子约瑟夫森结阵列量子计算方案。该系统由少量三态原子组成，被囚禁在一个远离共振的光晶格中。拉曼激光提供了“约瑟夫森”隧穿，原子之间的碰撞相互作用代表了模式之间的“电容”耦合。量子比特态是具有相反持续电流的原子的集体状态。这个系统非常类似于超导通量量子比特。单量子位量子逻辑门是通过调制拉曼耦合来实现的，而双量子位量子逻辑门是由相邻阱之间的隧道耦合产生的。读出是通过调谐约瑟夫森制度之间的拉比制度，随后通过内部电子状态的原子的检测拉曼耦合。退相干机制进行了详细的研究，承诺之间的退相干时间和门操作时间的高比率。
2003-06-12 quant-ph
Control of entanglement and two-qubit quantum gates with atoms crossing a detuned optical cavity
提出了一种利用失谐光腔和垂直于腔轴的激光束产生两个（λ型）四能级原子之间有效相互作用的纠缠态的方案。它示出了如何通过操纵它们的速度和（初始）原子之间的距离，两个原子通过腔的纠缠度可以控制。此外，在原子-腔-激光系统的框架内，提出了三种实现双量子比特门的可行方案，即i-交换门、受控Z门和受控非门。对于所有这些方案，我们分析和讨论的原子速度和原子间的距离，这些门实现最可靠。
2009-05-29 quant-ph
