Fundamental mechanisms of energy exchanges in autonomous measurements based on dispersive qubit-light interaction
该研究理论分析一维波导中量子比特与光脉冲的色散自主测量，揭示光脉冲频谱形变补偿量子比特能量变化的机制，并阐明输出三峰结构及其观测条件。
2024-07-03 quant-ph
Hybrid quantum repeater based on dispersive CQED interactions between matter qubits and bright coherent light
我们描述了一个长距离分布的量子纠缠系统，在该系统中，具有大平均光子数的相干光与光学腔中的单个远失谐原子或半导体杂质色散相互作用。纠缠是预示着零差检测使用第二个明亮的光脉冲的相位参考。使用明亮的脉冲导致高的成功概率的纠缠的产生，在较低的初始保真度的成本。这种保真度可以通过使用相同的物理资源实现的纠缠纯化技术来提高。与使用单光子或弱相干脉冲与现实探测器的预示性纠缠方案相比，对更多纯化步骤的需求得到了很好的补偿。较低的初始保真度的主要原因是光纤损耗;然而，在色散原子/腔相互作用期间的自发衰减和腔损耗也会损害性能。我们表明，这些影响可能会被最小化的发射极腔系统中的弱耦合制度，只要共振Purcell因子大于1，腔是过耦合，和光脉冲足够长。我们支持这一主张的数值，半经典计算使用参数为三个现实的系统：光学明亮的施主结合杂质，如19-F：ZnSe与中等Q微腔，光学暗淡的31-P：Si系统与高Q微腔，和捕获的离子在大，但非常高Q腔。
2006-10-19 quant-ph
Spatial Addressing of Qubits in a Dispersive Waveguide
该研究针对波导量子电动力学中快速宽带脉冲下量子比特相互作用受色散影响的问题，利用自聚焦效应和色散实现了亚波长间距超导量子比特的空间寻址，为量子态快速调控提供新方向。
2024-07-15 quant-ph
Conversion of recoilless gamma-radiation into a periodic sequence of ultrashort pulses in a set of dispersive and absorptive resonant media
最近证明了一种有效的技术，用于经由其通过光学厚的振动共振吸收体的传输来产生无反冲伽马辐射的超短脉冲的周期性序列[Nature，508，80（2014）]。在这项工作中，我们扩展的理论分析的情况下，一组多个吸收器。我们考虑一个分析模型，描述了频率调制的伽马辐射的光谱内容的控制，通过选择性校正的振幅和初始相位的一些光谱分量，分别使用，共振吸收或色散的核。在解析解的基础上，我们确定了所提出的技术的最终可能性。
2015-01-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Clock synchronization with dispersion cancellation
利用频率纠缠脉冲的色散抵消特性，实现远距离方的时钟同步。所提出的协议是不敏感的脉冲失真所造成的过境通过色散介质。由于对所有阶数都有抵消，因此也补偿了缓慢波动的色散介质的影响。实验装置可以用目前可用的技术实现，至少用于原理证明。
2001-05-31 quant-ph
Flux-pulse-assisted Readout of a Fluxonium Qubit
本文提出利用fluxonium量子比特在大色散频移磁通偏置点进行通量脉冲辅助读出，理论模拟显示该方案在155 ns积分时间内将信噪比提升约5倍，并给出可实现该方案的合理能量参数。
2024-08-02 quant-ph
Photon-noise-tolerant dispersive readout of a superconducting qubit using a nonlinear Purcell filter
针对读出谐振腔残余噪声光子导致超导量子比特退相位的问题，提出非线性Purcell滤波器，在不牺牲读出性能的前提下将噪声容忍度提升3倍，结合分岔效应使测量速率再提升3倍，实现40ns脉冲下99.4%读出保真度与99.2%量子非破坏保真度。
2024-01-25 quant-ph
Dispersion Characterization and Pulse Prediction with Machine Learning
Tulane University（杜兰大学）
在这项工作中，我们证明了神经网络的色散介质的特性的功效。我们还开发了一个神经网络进行预测的输入探测脉冲传播通过一个非线性色散介质，这可能是适用于预测所需的输出的最佳脉冲形状。该设置只需要一个单脉冲的探头，提供了相当大的简化，目前的色散特性，需要频率扫描整个增益和吸收功能的方法。我们表明，经过训练的网络能够预测脉冲轮廓以及与实验对应物几乎相同的色散特征。我们预计，将机器学习与经典和量子光学通信和传感方法结合使用，即使在高度复杂的分层非线性光-物质相互作用中，也可以提供信号增强和实验简化。
2019-09-05 cs.LG eess.SP physics.optics
Quantum Fluctuation Dynamics of Dispersive Superradiant Pulses in a Hybrid Light-Matter System
本研究针对开放Tavis-Cummings模型描述的腔-原子混合光物质系统，揭示量子涨落打破平均场自旋自反转对称性的机制，提出可长时间维持非高斯态的猝灭协议，为量子传感改进提供新思路。
2023-02-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum X Waves with Orbital Angular Momentum in Nonlinear Dispersive Media
本文提出了色散介质中具有轨道角动量的广义X波的完整和自洽的量子理论。我们表明，由此产生的量子化光脉冲既不受色散也不受衍射的影响，因此对外部扰动有弹性。本文还详细讨论了二次非线性介质和克尔非线性介质中量子X波的非线性相互作用。
2017-04-24 physics.optics quant-ph
Suppression of polarization decoherence for traveling light pulses via bang-bang dynamical decoupling
在光脉冲通过色散介质的传输中，频率自由度对脉冲的偏振态起着有效的消相干作用。在这里，我们讨论了应用开环动态解耦技术来抑制单向通信信道中的这种极化退相干。我们详细描述了最近应用于飞行量子位的“bang-bang”保护技术的原理的实验证明[Damodarakurup等人，物理修订版信函103，040502]。Bang-bang操作是通过适当定向的波片实现的，并且动态解耦被示出为潜在地有用，以对比作用于在色散介质中传播的偏振量子比特的通用退相干，例如，光纤
2011-01-20 physics.optics quant-ph
Active resonator reset in the nonlinear dispersive regime of circuit QED
我们提出了两个脉冲方案，主动耗尽测量光子从读出谐振腔中的非线性色散制度的电路QED。一种方法使用以测量结果为条件的数字反馈，而另一种方法是无条件的。在没有解析形式和对称性，利用在这个非线性制度，耗尽脉冲的数值优化使用鲍威尔方法。我们缩短了超过六个逆谐振腔线宽相比，被动耗尽等待光子耗尽时间。我们通过模拟辅助量子比特在重复代码中执行重复的量子奇偶校验来量化收益。快速耗尽在1微秒的周期时间内将伪错误检测事件的平均周期数从1阶增加到75阶。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Does light from steady sources bear any observable imprint of the dispersive intergalactic medium?
最近，人们对通过研究背景宇宙源（即类星体）的非相干光的性质来探测电离星系际重子的前景产生了一些兴趣。虽然\cite{lieu13}的论文提出了一种前进的方向，但它被\cite{hir14}后来的理论工作和\cite{hal16}的观察研究所反驳。在这篇论文中，我们详细研究了非相干辐射通过色散介质的方式，从经典和量子电动力学的框架，这使我们得出结论，\cite{lieu13}的前提将只工作，如果所涉及的脉冲是真正的经典的，涉及许多光子每个脉冲，但不幸的是，每个光子必须不被视为一个脉冲，是容易色散加宽。然而，我们能够改变的语气，在这个节骨眼上的文件，指出，因为目前的技术允许一个测量的相位个别模式的无线电波从一个遥远的来源，最可靠的方式获得无可辩驳的证据分散，即通过检测其独特的签名的二次频谱相位，可能已经很容易。我们演示了如何这种技术只适用于测量电离星系际介质的柱密度。
2017-11-29 astro-ph.HE astro-ph.IM quant-ph
Eigenpulses of dispersive time-varying media
本文提出用等效算子表达式替代连续波反射与透射系数，以研究时变色散材料，并证明算子本征函数对应频谱不变的脉冲，其极点对应非时间谐波束缚态。
2022-08-24 physics.optics quant-ph
Dispersive Qubit Readout with Intrinsic Resonator Reset
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Universität zu Köln（科隆大学）；Aarhus University（奥胡斯大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
针对量子计算中测量与初始化速度慢的问题，提出一种基于通用解析脉冲的超导量子比特色散测量法，可同步完成量子比特测量与读出谐振器复位，无需优化脉冲形状，可推广至多模式多态测量，实验实现低误差高速读出，并验证了三能级量子系统读出效果。
2024-06-10 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Propagation of short pulses through a Bose-Einstein condensate
在电磁感应透明条件下，考虑色散效应，研究了短脉冲激光在玻色-爱因斯坦凝聚体中的传输。我们计算色散系数使用典型的实验参数的慢光计划在凝聚。通过数值传播的激光脉冲，并参考理论估计，我们确定的条件下，色散开始引入扭曲的脉冲形状。
2007-01-16 cond-mat.other quant-ph
Overcoming dispersive spreading of quantum wave packets via periodic nonlinear kicking
我们提出了抑制由自由空间薛定谔方程与周期脉冲非线性项支配的波包的色散扩展。使用渐近分析，我们构建频闪无色散量子态，物理上让人想起，但数学上不同，著名的单孤子解的非线性薛定谔方程与常数（时间无关）的非线性。我们的分析得到了完整数值模拟的有力支持。预测的无色散波包可以以任意速度运动，并可以在实验中实现，涉及超冷原子气体与时间控制的相互作用。
2018-07-19 nlin.CD quant-ph
Perturbative photon production in a dispersive medium
我们研究了由时空变化介电常数引起的色散介质中光子对的产生。我们的目的是检查的可能性，以观察新的现象，对创建引起的旅行介电扰动，例如创建的激光脉冲通过克尔效应。在这个角度来看，我们采用了一个半唯象版本的Hopfield模型中出现的时空依赖的介电极化率。我们把注意力集中在微扰理论上，并给出了由局部但任意时空依赖的折射率微扰引起的光子产生的一般公式。作为一个例子，我们进一步探讨的情况下，一致的旅行扰动，并提供纯粹的时间依赖扰动的例子。
2014-02-12 hep-th quant-ph
Nonlinear Quantum Behavior of Ultrashort-Pulse Optical Parametric Oscillators
从理论上研究了超短脉冲光参量振荡器（OPO）在阈值附近和阈值以上非线性区的量子特性。将脉冲OPO看作一个多模开放量子系统，严格推导了一个具有多腔非线性耦合的一般输入输出模型（即，系统）信号模式和宽带单程（即，水库）泵场。在适当的假设下，我们的模型产生了一个Lindblad主方程与多模非线性Lindblad运营商描述双光子耗散和多模四波混频哈密顿描述一个宽带，色散光学级联，我们需要保持因果关系。为了简化模型的多模复杂性，我们采用了超模分解进行数值模拟的制度，脉冲超模经历强单光子非线性。我们发现，量子非线性动力学诱导泵浦耗尽以及修正的阈值以下压缩谱预测的线性模型。我们还观察到非高斯态的形成与维格纳函数的负性，并表明，与泵，耗散和色散的多模相互作用，可以作为有效的退相干通道。最后，我们简要地讨论了一些实验考虑潜在的观察这种量子非线性现象的超短脉冲OPO的非线性纳米光子平台。
2022-04-18 physics.optics quant-ph
High-contrast dispersive readout of a superconducting flux qubit using a nonlinear resonator
我们展示了超导磁通量子比特的高对比度状态检测。基于SQUID，通过探测非线性谐振器的微波传输来实现检测。根据谐振器的驱动强度，检测器可以工作在单稳态或双稳态模式。双稳态操作结合了高灵敏度和固有锁存。拉比振荡的测量对比度高达87%;在丢失的13%中，只有3%无法解释。涉及两个连续检测脉冲的实验与通过第一测量制备量子比特状态一致。
2006-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
