Generation of Pure-State Single-Photon Wavepackets by Conditional Preparation Based on Spontaneous Parametric Downconversion
我们研究了基于参数下转换的单光子的条件制备，其中从给定对中检测到一个光子预示着共轭模式中存在一个单光子。我们推导出光子对的模式特性的条件，这确保了有条件制备的单光子是量子力学纯的。我们提出了具体的实验技术，产生的光子对非常适合单光子条件准备。
2006-11-02 quant-ph
Unconditional measurement-based quantum computation with optomechanical continuous variables
通过对纠缠非高斯态的高斯测量，可以实现在连续变量上编码的普适量子计算。然而，由于可用的非线性的弱点，通常这些状态只能有条件地准备，可能具有低概率。在这里，我们展示了如何使用能够维持线性和二次光机械类相互作用的集成平台无条件地实现通用量子计算。具体而言，考虑到腔光和机电系统，我们提出了一个驱动耗散动力学的实现，确定性地准备所需的非高斯集群状态-纠缠压缩状态的多个机械振荡器适当地穿插与非相位状态。接下来，我们将演示如何通过连续监测输出腔场来执行簇节点上的任意高斯测量。最后，这种方法的可行性要求进行了详细分析，表明其构件是在现有技术的范围内。
2021-12-01 quant-ph
Generation of arbitrary symmetric entangled states with conditional linear optical coupling
一种产生纠缠光子态的方法|F1，F2>+| F2，F1>从两个任意状态|F1>和|F2>建议。该协议是通过条件诱导分束器耦合，导致两个光子模式之间的选择性交换。这种耦合发生在两个基态叠加的量子系统中，其中只有一个参与交换。该方法可以有效地产生所有的纠缠态，如纠缠相干态对或Fock态（N00N态）。
2013-03-10 physics.optics quant-ph
Sagnac Interferometer and the Quantum Nature of Gravity
我们使用一个量子变体的Sagnac干涉仪来论证引力的量子性质，以及制定一个量子版本的等效原理。首先，我们提出了一个原始的推导中获得的相位在传统的Sagnac物质波干涉仪，在哈密顿形式主义。然后，我们在两个关键方面修改干涉仪。干涉物质波沿着离中心两个不同的距离被干涉，并且干涉仪以两个不同的角速度的叠加来准备。我们认为，如果物质波的径向和角自由度通过这个实验变得纠缠，那么，通过等效原理，引力场必须是非经典的。
2020-04-04 quant-ph
Hybrid Rabi interaction with traveling states of light
光与二能级系统之间的混合相互作用及其非线性性质是高级量子信息处理和量子网络的重要组成部分。Rabi相互作用表现出混合非线性性质，但在旋波近似（RWA）有效的光学频率下实现具有挑战性。在这里，我们提出了一个设置，有条件地诱导拉比相互作用之间的离散变量和连续变量的光束。我们表明，我们的计划可以产生拉比相互作用的弱状态的光，其中的签名的非线性量子效应被保存为典型的实验损失。这些结果证明了混合拉比相互作用可以在全光装置中实现，并为超越RWA的非线性量子光学的实验研究开辟了一条道路。
2020-01-01 quant-ph
Quantum nature of laser light
混合态密度算符的所有组成对于预测未来测量结果的概率是等价的。然而，对于追溯，情况并非如此。量子力学的追溯形式主义提供了一个判断某些作品是否虚构的标准。虚构组合物不包含准备设备操作符，即对应于可能已经准备好的状态的操作符。我们将此应用到莫尔默的有争议的猜想，即激光中的光学相干性是一个虚构的，并找到与他的猜想协议。我们概括了莫尔默的推导两个激光器之间的干扰，以避免使用任何虚构的国家。我们还研究了另一种可能的方法来区分激光的相干态和光子数态，发现它不起作用，与预测的等效性保存纠缠。
2005-09-15 quant-ph
Theoretical and experimental study of multi-mode thermal states with subtraction of a random number of photons
本工作致力于理论和实验研究的量子态的光有条件地从初始多模热态减去随机数目的光子。从多模量子态中减去固定数量的光子，但仅记录较低数量的模式的子系统，其中减去的光子的数量变成非固定的随机变量。结果表明，多光子减去多模热态的调查提供了一个直接的研究的基本量子统计性质的玻色子使用一个简单的实验实现。所开发的实验装置起着特定的玻色子lototron的作用，这是基于玻色子系统的统计和波利亚分布之间的基本联系。结果表明，基于波利亚瓮方案的光子数分布计算等价于玻色子系统的统计权计算。建立了基于波利亚分布和热态组成的数学模型，并进行了验证。实验结果与理论计算结果吻合较好。
2019-06-14 quant-ph
Anomalous decay of a prepared state due to non-Ohmic coupling to the continuum
在非欧姆模型下，我们研究了预备态$E_0$到连续介质{E_k}的衰减.这意味着偶联是$|V_{k,0}| \propto |E_k-E_0|^{s-1}$与$s \ne 1$。我们发现，无论模型的细节有一个普遍的广义维格纳时间$t_0$的生存概率$P_0(t)$的演变为特征。速率方程现象学所暗示的一般衰变行为是一个减慢的拉伸指数，反映了带形的逐渐分辨率。但是，根据模型的非普适特征，幂律衰减可能会占据主导地位：只有当欧姆耦合到连续统时，我们才会得到一个对连续统内耦合的性质不敏感的鲁棒指数衰减。分析突出了微扰和非微扰特征在动力学中的共存。事实证明，有特殊的情况下，$t_0$反映在传播过程中，而不仅仅是在生存概率，相反的天真的线性响应理论的期望。
2010-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum nonlinear cavity QED with coherently prepared atoms
本文提出了一种研究多原子CQED系统的量子非线性和观察多光子跃迁的方法。我们发现，通过对CQED系统中的单光子和双光子激发同时产生相消量子干涉，可以观察到CQED系统中高阶梯形态的直接三光子激发.我们报道了一个实验，冷Rb原子被限制在一个光学腔中，并证明了这种干涉控制的多光子激发的CQED系统。所观察到的CQED梯形态的非线性激发与基于CQED系统的完全量子化处理的理论分析一致，但与CQED系统的半经典分析不一致。因此，它代表了第一次直接观察到的量子性质的多原子CQED系统，并开辟了新的途径来探索量子非线性及其应用在量子光学系统中，其中多个吸收器/发射器与光子耦合的限制腔结构。
2015-07-06 physics.optics quant-ph
A multimode model for projective photon-counting measurements
我们提出了一个通用模型来解释投影光子计数测量中量子电磁场的多模性质。我们专注于光子减法实验，其中非高斯态是有条件产生的。这些是连续变量量子信息处理的有用状态。我们提出了一个通用的方法，称为模式减少，减少了多模模型的一个有效的双模问题。我们将这种方法应用到描述宽带参量下变频的多模模型中，从而改进了对现有实验结果的分析。主要的改进是光子探测器之前的空间和频率滤波器被明确地考虑在内。我们发现很好的协议与以前发表的实验结果，使用比以前更少的自由参数，并讨论了我们的分析的影响，优化生产的状态与负维格纳函数。
2009-02-17 quant-ph
Field locked to Fock state by quantum feedback with single photon corrections
在微波超导腔中，利用量子反馈过程反转退相干诱导的量子跃迁，制备了光子数n ≤ 7的Fock态。圆形里德伯原子被用作量子非破坏传感器或单光子发射器/吸收器致动器。这些致动器的量子性质与弛豫引起的单光子量子跳跃的校正相匹配。这种方法的灵活性适合于产生任意序列的Fock态。
2012-03-08 quant-ph
A many-body singlet prepared by a central spin qubit
提出利用中心自旋量子比特将两个稠密自旋系综初始化为反极化态并制备多体纠缠单态的协议，验证了在现实退相干下多种材料平台的可行性，为稠密自旋系综的纠缠工程提供算法方法。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum replication at the Heisenberg limit
自然界中没有任何过程可以完美地克隆任意的量子态。但是，有没有可能设计出复制量子信息的过程，而误差微乎其微？在这里，我们证明了概率超复制现象的可能性，其中N个同样准备好的量子时钟被转换成数量大得多的M个几乎完美的副本，当M与N的平方相比很小时，误差会迅速消失。二次复制率是量子力学对信息扩散所施加的极限，并且从根本上与量子精密测量的海森堡极限相关联。
2014-04-04 quant-ph
Coherence properties and quantum state transportation in an optical conveyor belt
我们在单囚禁铯原子水平上制备并检测了具有长退相时间的量子相干性。通过“光学传送带”在宏观距离上的受控传输保持了原子的相干性，但相干时间略有减少。有限的失相效应是实验确定的，是技术性的，而不是根本性的。我们提出了一个分析模型的可逆和不可逆的退相机制。相干量子比特操作以及量子态传输打开了通向单个中性原子的“量子移位寄存器”的途径。
2003-04-11 quant-ph
Simulating Quantum Spin Models using Rydberg-Excited Atomic Ensembles in Magnetic Microtrap Arrays
我们提出了一个方案来模拟晶格自旋模型的基础上强和远程相互作用的里德伯原子存储在一个大间距阵列的磁性微陷阱。每个自旋被编码在一个集体自旋状态，涉及一个单一的$nP$里德伯原子激发基态碱金属原子通过里德伯封锁准备的合奏。激发激光器关闭后，相邻晶格位置上的里德伯自旋态通过一般的各向同性或各向异性自旋-自旋相互作用相互作用。为了读出集体自旋态，我们提出了一个单一的里德伯原子触发的雪崩方案，其中一个单一的里德伯原子的存在下，有条件地转移大量的基态原子的陷阱，可以很容易地检测到的位置分辨吸收成像。这样的量子模拟器应该允许在几乎任意的二维配置的量子自旋系统的研究。这为工程奇异自旋模型铺平了道路，例如基于三角对称晶格的自旋模型，它可以产生受抑自旋磁性。
2016-07-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum decay into a non-flat continuum
我们研究了预备态到非平坦连续谱的衰减。我们发现，生存概率$P(t)$可能会出现拉伸指数或幂律衰减，这取决于模型的非通用功能。还有一个不依赖于函数形式的普适特征时间$t_0$。只有对于平坦的连续谱，我们才能得到一个对连续谱内耦合性质不敏感的鲁棒指数衰减。分析突出了微扰和非微扰的特点在局域态密度的共存，和非线性依赖的$1/t_0$的耦合强度。
2010-04-06 quant-ph
Pure Single Photons from Scalable Frequency Multiplexing
我们演示了多光子干涉使用资源有效的频率复用方案，适用于量子信息应用程序，需要多个不可区分的和纯的单光子。在我们的源中，频率相关的光子对在很宽的频率范围内产生的脉冲参量下转换。使用一个光子的频率分辨检测来控制施加到其伙伴的电光频移，制备预定频率的不可区分的单光子。测量的光子统计数据表明，多路复用增加了传递单个光子的概率，而没有相应地增加多光子事件。连续输出的干涉被用来限制单光子纯度，并证明发射光的非经典性质。
2019-07-24 quant-ph
Measuring the Aharonov-Anandan phase in photonics
Aharonov-Anandan相位是对量子态非绝热循环演化几何性质的描述。在这里，我们报告在光子学的Aharonov-Anandan阶段的测量。我们考虑一个初始制备在真空态的与时间无关的量子驱动谐振子。我们利用渐逝耦合波导来实现这个物理模型，并通过集成干涉法实现了Aharonov-Anandan相位的测量。
2015-10-29 physics.optics quant-ph
Quantum reflection of single photons in a cold Rydberg atomic gas
提出并分析了一种利用电磁诱导透明实现单光子在冷里德伯原子气体中的量子反射的方案，该方案利用存储的门光子制备了一个深的、可调的吸引势阱.这种方案有望用于色散型单光子开关的设计，并可作为同时观察光子波粒性质的量子器件。
2022-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Hanbury Brown and Twiss interferometry of single phonons from an optomechanical resonator
纳米和微机械固态量子器件已成为人们关注的焦点。可靠地产生它们运动的非经典态对于解决宏观量子现象的基本问题和发展传感和转导领域的量子技术都是有意义的。我们利用量子光学控制技术，有条件地产生纳米机械谐振腔的单声子Fock态。我们进行了一个Hanbury Brown和Twiss型实验，验证了声子态的非经典性质，而不需要完整的状态重建。我们的结果建立了在单声子水平上的机械振荡器的纯光量子控制。
2018-05-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On inference of quantization from gravitationally induced entanglement
近年来，低能引力的量子特性的可观测特征成为一个很有前途的新研究领域。一个突出的途径是测试在空间叠加中制备的两个介观质量之间的引力诱导纠缠。在这里，我们分析这样的建议，并从中推断出什么关于引力的量子性质，以及这种测试的电磁模拟。我们表明，这是不可能得出结论的介质：即使在相对论物理学，纠缠的产生同样可以描述在介质或非本地的过程-相对论并不规定一个本地的通道。因此，这种间接测试在探测建立纠缠的过程的性质方面能力有限，因为它们的解释本质上是模糊的。我们还表明，宇宙学观测已经证明了这些建议旨在测试的量子化的某些方面。尽管如此，拟议中的实验将探索引力是如何由物质的空间叠加产生的，这是一种未经检验的量子物理学新体系。
2023-02-15 gr-qc quant-ph
Quantum nondemolition measurement of optical field fluctuations by optomechanical interaction
根据量子力学，如果我们持续观察一个连续变量，我们通常会干扰它的演化。然而，对于一类可观测量，可以实现所谓的量子非破坏测量：通过将微扰限制在共轭变量上，可以以任意精度估计可观测量，或者在已知状态下进行准备。例如，当光在可移动的镜子上反弹时，其强度不会受到扰动（仅在辐射的相位上看到影响），但辐射压力允许通过观察镜子运动来追溯其波动。在这项工作中，我们实现了一个基于振荡微镜的腔光机实验，我们测量输出光强波动和镜子运动之间的相关性。我们表明，前者的不确定性降低到低于由光的微粒性质所确定的散粒噪声水平。
2018-05-29 quant-ph
Polylogarithmic-Weight Dicke States in QAC$^0$ and Arbitrary Symmetric States in QAC$^0_f$
University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文提出用常深电路生成超常权重迪克态，无需FANOUT门，且证明任意对称态可由FANOUT_k门在常深内生成。
2026-08-27 cs.DS quant-ph
Semi-classical gravity phenomenology under the causal-conditional quantum measurement prescription
由物质能量动量张量的量子期望值产生的半经典引力将改变物质的量子态的演化。这种效应可以用薛定谔-牛顿（SN）方程来描述，其中半经典引力贡献了依赖于物质量子态的引力势项。这种依赖态的势引入了SN理论中量子态演化和测量的复杂性，不同的量子测量公式导致量子态演化和测量的复杂性不同。以前在光机实验平台上对SN理论现象学的理论研究是在所谓的后/预选处方下进行的。本工作将集中于在连续量子测量过程中符合标准直觉的条件下，SN理论的唯象性。在量子力学条件下，通过出射光场在光机系统中的投影，有条件地、连续地制备测试质量镜的量子态。因此，依赖于量子轨道的引力势被创造出来，并进一步影响系统的演化。在这项工作中，我们将系统地研究各种实验测量签名的SN理论下的条件处方的光机系统，为自引力和相互引力的情况下。在三种不同的规定下的SN现象学之间的比较也将仔细进行。此外，我们发现量子测量可以通过经典引力在两个不同的光场之间产生经典关联，这与量子引力介导的光场量子关联很难区分。
2022-07-26 gr-qc quant-ph
Quantum Trajectories for Squeezed Input Processes: Explicit Solutions
我们考虑的情况下，当系统驱动的玻色场输入准备在一个任意的非零平均高斯态的量子（轨迹）滤波方程。系统的后验演化取决于单次或双次零差测量的结果。与玻色场相互作用的系统是初始处于高斯态的单腔模。我们显示明确的解决方案，利用线性高斯性质的问题的过滤方程的特征函数的方法。
2016-01-29 math-ph math.MP quant-ph
Observation of Distinct Superconducting Phases in Hyperdoped p-type Germanium
在第IV族半导体中实现超导性可能会对量子技术未来的发展方向产生重大影响。因此，必须了解硅和锗等材料中超导相的性质。在这里，我们报告了系统的合成和表征的超掺杂锗镓离子注入超过其溶解度极限制备的超导相。通过改变注入能量和激活退火温度来调整所得到的结构和物理特性。令人惊讶的是，除了弱耦合超导Ga簇的多晶相，我们发现一个纳米晶相，准2D特性组成的一个薄的Ga膜限制在顶部表面附近。新相显示出强无序的特征，如异常的B ${\rm c}$温度依赖性和磁电阻等温线的交叉。除了使用超掺杂锗作为一个潜在的试验台，用于研究签名的量子相变（如量子格里菲斯奇点），我们的研究结果表明，超掺杂锗纳米晶相集成到超导电路由于其二维性质的可能性。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the Polarization of non-Guassian optical quantum field: higher-order optical-polarization
光的偏振表示电磁辐射关于传播方向的横向、各向异性和不对称的统计特性。传统上，光的偏振性由Stokes理论表征，这在评价光量子场的偏振结构方面是不充分的，而且也不能解释双特征偏振参数（实振幅比和相位差）。在经典描述光学偏振的基础上，提出了一种新的方法，该方法可以推广到处理量子光的高阶偏振，特别是非高斯薛定谔猫态或类猫态以及纠缠双模相干态。由于这种光量子场的准单模或多模性质，高阶偏振被认为对描述的基础高度敏感。
2013-03-16 physics.optics quant-ph
Quantum Simulations of Hadron Dynamics in the Schwinger Model using 112 Qubits
本文在IBM 112量子比特Heron处理器上，通过SC-ADAPT-VQE制备强子波包并结合二阶Trotter化与准局域相互作用近似，成功模拟了Schwinger模型中强子的时间演化，展示了近期量子优势的潜力。
2024-06-11 hep-lat hep-ph nucl-th
Testing the nonclassicality of gravity with the field of a single delocalized mass
本文提出用单个离域质量与谐波束缚检验质量耦合来检验引力量子本质的新方案，并设计利用卡西米尔-波尔德力以提高实验可行性。
2023-12-01 gr-qc quant-ph
