光在“3+1”能级原子包围圈中的传输

Rydberg阻塞介观系综中原子数的估算

Assessing the number of atoms in a Rydberg-blockaded mesoscopic ensemble

在介观原子系综中，多重里德伯激发的偶极阻断允许使用冷的、被囚禁的原子的集体状态来实现各种量子信息任务。对原子系综的集体基态和单个里德堡激发态进行精确的相干操作需要知道原子的数目，而不确定性很小。我们提出了一种有效的方法来获得这样的信息，通过询问原子系综与共振脉冲，同时监测由此产生的里德伯激发。我们表明，经过几个这样的步骤，伴随着反馈的原子数在一个合奏可以评估具有很高的精度。这将有助于实现高保真度量子门、量子信息的长期存储以及利用Rydberg阻塞原子系综实现单光子的确定性源。

利用原子系综实现Deutsch-Jozsa算法的方案

Scheme for implementing the Deutsch-Jozsa algorithm via atomic ensembles

我们提出了一个物理方案，实现Deutsch-Jozsa算法使用原子系综和光学器件。该方案对真实噪声具有内在的容错性，并在现有技术范围内对某些纠缠态的系综数目进行了有效的缩放。这将是通过原子系综实现更复杂量子计算的重要一步。

利用原子系综产生纠缠光

Generating entangled light with atomic ensembles

由于一些问题，本文已被作者撤回。

利用原子系综实现无分布纠缠态的量子密集编码

Quantum dense coding via atomic ensembles without prior distributed entangled state

研究了一种利用原子系综实现量子密集编码的方案，该方案不需要量子纠缠态的先验分布。我们的方案还结合了另外两个明显的优点：原子系综量子比特具有长相干时间作为记忆量子比特和光子量子比特作为飞行量子比特。因此，我们的建议可能提供一个简单和容易的方法来证明量子密集编码实验通过原子系综。

冷原子平衡系综的引力场测量

Gravitational field measurement with an equilibrium ensemble of cold atoms

本文研究了一种用超冷碱金属原子的平衡系综测量引力场的新方法，该系综被限制在体积为$V$的单胞中。所提出的重力传感器的模型是基于由于引力场的变化而引起的系综的密度分布的变化。为了测量系综的原子密度变化，采用了电磁感应透明法。

利用有效的原子光分束器实现两原子系综的纠缠集中

Entanglement Concentration for two atomic ensembles using an effective atom-light beamsplitter

我们提出了一个协议，用于增加两个原子系综之间的纠缠的基础上应用一个近似的原子光分束器变换两个系综。该有效的非对称原子光分束器是通过偏振光与自旋极化原子系综之间的双程量子非破坏相互作用产生的，该相互作用源自线性偶极相互作用。纠缠集中协议本身使用普罗克勒斯坦方法，类似于Browne等人[2003 Phys Rev A 67 062320]首先为光设计的方法，并且包括相互作用后的光子计数作为所需的非高斯元素。我们计算输出对数负在这个计划中，并表明，宏观合奏之间的纠缠可以增加与那些光计划的概率相媲美，即使使用低效率的开关检测器。

基于量子Zeno动力学的原子系综分布式相位协变克隆

Distributed phase-covariant cloning with atomic ensembles via quantum Zeno dynamics

基于量子芝诺动力学，我们提出了一个有趣的原子系综分布式轨道态量子克隆方案。这些原子系综由完全相同的三能级原子组成，被囚禁在由单模集成光学星形耦合器连接的远距离腔中。通过适当调节原子系综与经典光场之间的耦合常数，可以对这些量子比特进行控制，并且随着系综量子比特中原子数目的增加，腔衰减可以得到很大的抑制。利用解析结果可以得到每个克隆量子比特的保真度。该方案为量子通信网络的构建提供了一种新的思路。

Rydberg原子系综中可控激发的促进

Facilitation of controllable excitation in Rydberg atomic ensembles

本文研究强相互作用Rydberg原子系综中由控制原子促成的反直觉激发促进现象，通过quantum Monte Carlo wavefunction方法揭示其实验约束，为多量子比特量子计算的中观Rydberg门开发提供灵活控制。

通过laser操纵使多个原子系综纠缠

Entangling many atomic ensembles through laser manipulation

提出了一种基于激光操纵和单光子探测的实验可行方案，在多个原子系综之间产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型最大纠缠.该方案具有对主要噪声的固有容错性和效率随系综数量的有效缩放，允许在当前技术的范围内最大限度地纠缠许多原子系综。这种多个系综的最大纠缠在量子非定域性、高精度光谱学和量子信息处理等方面有着广泛的应用。

两原子系综间非最大纠缠的制备方案

Scheme for preparation of nonmaximal entanglement between two atomic ensembles

我们提出了一个实验上可行的方案来产生两个原子系综之间的非最大纠缠。纠缠的程度很容易调节。该方案涉及激光操纵原子系综、可调四分之一波片和半波片、分束器、偏振分束器和单光子探测器，很好地适应了当前实验技术的现状。最后，我们利用系综的非最大纠缠态，通过检验Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式证明了量子非定域性。

Quantum supremacy with spin squeezed atomic ensembles

We propose a method to achieve quantum supremacy using ensembles of qubits, using only spin squeezing, basis rotations, and Fock state measurements. Each ensemble is assumed to be controllable only with its total spin. Using a repeated sequence of random basis rotations followed by squeezing, we show that the probability distribution of the final measurements quickly approaches a Porter-Thomas distribution. We show that the sampling probability can be related to a #P-hard problem with a complexity scaling as $(N+1)^M$, where $N$ is the number of qubits in an ensemble and $ M $ is the number of…

一种制备原子系综多体纠缠的方案

Scheme for preparation of mulipartite entanglement of atomic ensembles

描述了一个制备多原子系综W类最大纠缠态的实验方案。该方案基于激光对原子系综的操纵和单光子探测，很好地适应了当前实验技术的现状。此外，我们展示了W类态的一个应用，将一个未知系数的原子系综纠缠态传送到一个以上的远距离方，其中任何一个都有可能接收到传输的状态。

纳米力学与原子系综EPR通道的建立

Establishing EPR-channels between Nanomechanics and Atomic Ensembles

我们建议通过光量子总线的原子系综，其中高精度的状态准备，操作和测量的手段是可用的纳米机械系统的接口。这特别允许量子非爆破钟测量，将耦合系统、原子系综-纳米机械谐振器投射到纠缠EPR状态中。纠缠是可观察到的，即使是纳米谐振器最初远远高于其基态，并可用于从原子系综的机械系统的状态的隐形传态。

从原子系综制备W态

On preparation of the W-states from atomic ensembles

考虑了一种利用强经典场的Raman相互作用制备W类态的三个原子系综的方案，并采用三个单光子探测器和两个分束器进行投影测量。得到的原子纠缠由每个系综的Dicke态或W态组成。

冷原子系综与光子之间轨道angular momentum态的纠缠

Entanglement of orbital angular momentum states between an ensemble of cold atoms and a photon

近年来，利用集体增强技术成功地实现了原子系综与单光子的纠缠[D. N. Matsukevich，\textit{et al.}，物理学评论快报。\textbf{95}，040405（2005）.]，其中原子内态和光子偏振态以非局域方式关联。在这里，我们通过实验阐明了在原子系综和光子系统中，也存在着与空间自由度有关的纠缠。讨论了远程原子系综之间高维纠缠的产生及其在凝聚态物理中的应用。

原子系综三重纠缠Bell定理的一种证明方案

Scheme for demonstrating Bell theorem in tripartite entanglement between atomic ensembles

我们提出了一个实验上可行的方案来证明量子非局域性，使用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）和$W$纠缠原子系综产生的一个新的发展的方法基于激光操纵和{}单光子探测。

光场和原子系综量子态的操纵与存储

Manipulation and storage of optical field and atomic ensemble quantum states

我们研究如何在光场和原子系综之间有效地操纵和存储量子信息。我们展示了如何使用各种非耗散转移方案将压缩真空态或纠缠态等量子态转移和存储到原子系综的长寿命基态自旋中。

分离原子系综的双模压缩

Unconditional two-mode squeezing of separated atomic ensembles

我们提出了一个方案，无条件制备的双模压缩态的有效玻色子模式实现在一对原子系综集体相互作用的光学腔和激光场。该方案利用稳定原子基态之间的拉曼跃迁，并在理想条件下产生稳态的纯纠缠态。该方案适用于限制在一个单一的腔和合奏限制在单独的，级联的腔。

原子系综中的纠缠存储

Entanglement storage in atomic ensembles

我们提出利用EPR关联光束在腔中纠缠宏观原子系综。我们展示了如何场纠缠可以几乎完美地映射到与系综的基态相关的长寿命原子自旋上，以及如何在可变存储时间后在退出腔的场中检索。这种连续变量的量子存储器对于量子网络中的纠缠控制是很有意义的。

光与原子系综共振相互作用中的多粒子纠缠

On Multiparticle Entanglement via Resonant Interaction between Light and atomic Ensembles

研究了窄带光场与全同二能级原子系综相互作用产生的多粒子纠缠态。依赖于初始光子统计，原子和光子之间的关联可以产生这些系统的纠缠态。研究发现，任意一对原子与单模压缩弱光场相互作用系统的态是不可分的，并且具有抗衰减的鲁棒性。描述了用投影测量法制备原子系综纠缠态的光学方案。

暗态机制促进的单原子单光子耦合

Single-atom single-photon coupling facilitated by atomic-ensemble dark-state mechanisms

我们建议耦合单原子量子比特的光子入射到一个腔含有一个原子系综不同的物种，介导的耦合通过里德伯相互作用。在经典场和腔场的作用下，系综形成了一个集体暗态，它与输入光子共振，而量子位原子的激发导致了一个分裂腔共振的次级“暗”态。这两种不同的暗态机制产生零和$π$反射相移，并可用于实现原子和光学量子比特之间的量子门。

级联原子系综超辐射的正P相空间方法模拟

Positive-P phase space method simulation in superradiant emission from a cascade atomic ensemble

数值模拟了级联能级原子系综的超辐射发射特性。相关的自发发射（信号然后闲频场）是由量子涨落引发的纯粹随机过程。我们利用正P相空间方法来研究原子的动力学和反向传播辐射。计算了不同光学深度原子系综的光场强度，研究了信号-闲频关联函数。较短的相关时间尺度为密集的原子系综意味着更广泛的光谱窗口需要存储或检索的闲置脉冲。

通过原子系综产生团簇态的方案

Scheme for generating the cluster states via atomic ensembles

提出了一种利用原子系综产生团簇态的方案。该方案具有固有的容错功能，对实际噪声和缺陷具有鲁棒性。我们计划中使用的所有设施都在现有技术范围内。

从纠缠原子系综中设计单原子和单光子源

Engineering single atom and single photon sources from entangled atomic ensembles

我们讨论了偶极封锁技术在制备单原子和单光子源中的应用。给出了一个确定性的协议，用于在光阱中加载单个原子以及在期望的方向上喷射受控数量的原子。描述了一种具有光学控制的光束状发射图案的单光子源。

Optimal collection of radiation emitted by a trapped atomic ensemble

Trapped atomic ensembles are convenient systems for quantum information storage in the long-lived sublevels of the electronic ground state and its conversion to propagating optical photons via stimulated Raman processes. Here we investigate a phase-matched emission of photons from a coherently prepared atomic ensemble. We consider an ensemble of cold atoms in an elongated harmonic trap with normal density distribution, and determine the parameters of paraxial optics to match the mode geometry of the emitted radiation and optimally collect it into an optical waveguide.

量子计算中原子系综在原子芯片上的几何操作

Geometric Manipulation of Ensembles of Atoms on Atom Chip for Quantum Computation

提出了一种基于原子系综几何操纵实现量子计算的可行方案，并对磁囚禁在原子芯片上平凹微腔中的中性铷原子进行了分析。几何操作是通过在恒定电场中光激发单个原子到里德伯态来完成的。强的偶极-偶极相互作用和入射激光驱动原子系综的暗态进行循环演化，实现了一组通用的量子门。这样的几何操作自然地变成保护量子比特免受由非均匀激光照射以及腔损耗引起的误差。通过数值模拟评估了门的性能和退相干过程。

利用原子系综和飞行光子的可扩展量子信息处理

Scalable quantum information processing with atomic ensembles and flying photons

提出了一种基于原子系综和飞行光子的可扩展量子信息处理方案。使用里德伯封锁，我们在集体原子态中编码量子比特，与单原子情况相比，由于增强的相互作用，集体原子态可以快速容易地操纵。我们证明，我们提出的门可以应用于生成二维团簇态的测量为基础的量子计算。此外，原子系综还可以作为量子中继器，用于长距离量子态传输。我们证明了我们的方案在坏腔或弱耦合区工作的可能性，这可以大大放宽实验要求。对系综量子比特的有效相干操作使我们的方案能够在量子计算和使用原子系综的量子通信之间切换。

原子系综中连续变偏振纠缠团簇态的存储与检索

Storage and retrieval of continuous-variable polarization-entangled cluster states in atomic ensembles

我们提出了一个利用磁场中的宏观原子系综来存储和恢复一个连续变量的四体极化纠缠团簇态的方案。原子自旋的拉莫尔旋进导致原子正则算符之间的对称性。在该方案中，四个空间分离的脉冲中的每一个通过各自的系综两次，以将偏振纠缠的簇态映射到长寿命的原子系综上。然后，可以通过另外四个读出脉冲来检索存储的状态，每个读出脉冲与相应的系综交叉两次。通过计算方差，分析了存储和检索的可行性，在实际实验条件下，我们的方案是可行的。

基于原子系综的电磁诱导透明纠缠

Entangler via Electromagnetically Induced Transparency with Atomic Ensembles

提出了一种利用原子系综中的电磁诱导透明效应实现多光场纠缠的方法。在原子系综中，通过电磁感应透明产生的原子自旋波可以用玻色算符来描述，并充当纠缠子。通过使用纠缠器，任何所需数量的非简并窄带连续变量纠缠场，在原则上，可以通过受激拉曼散射过程中产生，这在可扩展的量子通信和量子网络的应用中具有很大的希望。

捕获关联光子态实现原子系综纠缠

Entanglement of Atomic Ensembles by Trapping Correlated Photon States

我们描述了一个一般的技术，允许光场和亚稳态的物质之间的量子相关性的理想转移。该技术基于在相干驱动的原子介质中捕获光子的量子态，其中群速度被几何地降低到零。我们讨论了它在量子态存储、压缩原子态的产生、纠缠原子系综的制备和量子信息处理等方面的应用。

相干制备原子系综中的延迟四波和六波混频

Delayed four- and six-wave mixing in a coherently prepared atomic ensemble

我们报告的同时观察，延迟布拉格衍射，四波和六波混频过程中的相干制备的冷铯原子组成的原子系综。对于每个衍射阶，我们观察到不同的时间脉冲形状和依赖性与激发场的强度，证明了在每个过程中所涉及的不同机制。各种观测结果可以用一个简化的分析理论来描述，该理论将原子系统看作是一个三能级原子的Λ组态系综。

Collective emission of photons from dense, dipole-dipole interacting atomic ensembles

We study the collective radiation properties of cold, trapped ensembles of atoms. We consider the high density regime with the mean interatomic distance being comparable to, or smaller than, the wavelength of the resonant optical radiation emitted by the atoms. We find that the emission rate of a photon from an excited atomic ensemble is strongly enhanced for an elongated cloud. We analyze collective single-excitation eigenstates of the atomic ensemble and find that the absorption/emission spectrum is broadened and shifted to lower frequencies as compared to the non-interacting (low density) o…

耦合腔阵列中空间分离原子系综的束缚态

Bound state in the continuum by spatially separated ensembles of atoms in a coupled-cavity array

本文给出了一维耦合腔阵列中光子和原子的连续束缚态的解析解。这些束缚态是由两个系综的二能级原子被限制在单独的腔阵列。我们表明，在该政权的相邻腔之间的光子跳跃率是高的集体拉比频率相比，BIC对应于一个subradiant集体原子态，其中两个合奏的原子强烈纠缠。另一方面，在低的光子跳跃率制度，BIC表现为量子腔，其中光子可以被困在两个原子系综之间。

基于原子系综的可扩展量子计算

Scalable quantum computing with atomic ensembles

由激光场寻址的原子云组成的原子系综为量子信息的存储和量子信息在原子自由度和光学自由度之间的相干转换提供了一个有吸引力的系统。在一篇具有里程碑意义的论文中，Duan等人（DLCZ）[1]表明，原子系综可以用作量子中继器网络的节点，能够在相隔任意大距离的系统之间共享成对的量子纠缠。近年来，一些有希望的实验已经证明了这一建议的关键方面[2-7]。在这里，我们描述了一个方案的全尺寸量子计算与原子系综。我们的方案使用类似的方法已经证明实验，但信息处理能力远远超过量子中继器。

一种制备原子系综纠缠团簇态的方案

A scheme for generating entangled cluster state of atomic ensembles

它在Ref中显示。[Phys.Rev.A77，045802（2008）]中指出，控制原子和原子样品与腔体色散相互作用的动力学可以用Jaynes-Cummings模型描述，原子样品的集体模可以类似于玻色子模。在这里，通过类比原子样品与腔的行为，我们提出了一个方案，产生原子系综的团簇态的腔QED。

原子系综的超纯态纠缠

Beyond pure state entanglement for atomic ensembles

我们分析了量子物质-光界面中原子系综之间的多体纠缠。在我们的方案中，一束偏振光依次穿过几个偏振原子系综，它们以给定的角度α_i撞击在每一个原子系综上。这些角度是塑造纠缠的关键参数，因为它们直接与被压缩的集体原子自旋的适当组合有关。我们利用这样的计划超越纯态范式，提出现实的实验设置，以解决连续变量的多体混合态纠缠。

非相互作用原子系综中基于光子交换作用的量子逻辑运算

On quantum logic operations based on photon-exchange interactions in an ensemble of non-interacting atoms

最近提出的通过原子系综中的交换相互作用在光子态之间产生纠缠的想法（J.D. Franson和T. B. Pitman，Phys.Rev.A60，917（1999）和J.D. Franson等人，（quant-ph/9912121））使用S-matix方法进行讨论。结果表明，如果原子的非线性响应可以忽略，并且没有额外的原子-原子相互作用，交换作用在使原子返回到初始态的过程中不会产生光子态之间的纠缠.纠缠的产生需要存在非线性原子响应或原子-原子相互作用。

原子系综自旋求积的测量方案

Measurement schemes for the spin quadratures on an ensemble of atoms

基于近年来光与原子量子界面的多程方法，我们考虑了如何测量原子系综的集体自旋态。我们发现，一个光脉冲两次通过原子系综的方案可以有效地实现自旋态的零差层析。因此，我们建议利用光脉冲作为相移器，旋转自旋的正交。这种方法大大简化了实验方案的几何形状。

光纤耦合腔中Rydberg阻塞原子系综的量子中继器

Quantum repeater with Rydberg blocked atomic ensembles in fiber-coupled cavities

我们提出并分析了一种量子中继器结构，在该结构中，光学腔中的里德堡阻挡原子系综通过光纤连接。纠缠的产生，交换和纯化是通过集体激光操纵的合奏和光子传输。纠缠的成功传输和存储是由电离事件而不是以前的方案中使用的光子探测信号来预示的。我们演示了如何高电荷检测效率允许缩短平均纠缠产生时间，我们分析了我们的方案与合奏Cs原子的实施。

基于原子系综存储器的量子通信网络的纠缠蒸馏

Entanglement distillation for quantum communication network with atomic-ensemble memories

原子系综具有较长的相干时间和与光子非线性相互作用的集体增强效应，是量子通信网络的有效存储节点。本文研究了利用腔量子电动力学中的单光子输入-输出过程实现非局域原子系综纠缠蒸馏的可能性。给出了一个参数已知的部分纠缠纯态两原子系综系统的最优纠缠浓缩方案（ECP）和一个参数未知的部分纠缠纯态系统的有效ECP方案.对于处于混合纠缠态的系统，我们提出了一种利用PCD的纠缠纯化方案。这些纠缠蒸馏协议具有较高的保真度和效率，与现有的实验技术，它们是有用的量子通信网络与原子系综存储器。

原子系综中的光频转换效率

Efficiency of light-frequency conversion in an atomic ensemble

从理论上分析了金刚石能级原子系综中光的上、下频率转换效率。确定了使转换最大化所需的泵浦场强度和失谐量作为系综光学厚度的函数的条件。通过数值求解Maxwell-Bloch方程，研究了探测脉冲宽度对转换效率的影响。

原子系综的非对称纠缠

Non-symmetric entanglement of atomic ensembles

研究了多原子量子态的纠缠。为了消除非均匀光原子耦合引起的噪声，提出了匹配多原子观测量的概念。作为消除退相干的一种重要形式的一种手段，这个想法应该与原子系综的量子信息处理具有广泛的相关性。以旋转角测量为例说明了一般的方法，并表明，被认为只有弱纠缠的多原子态可以表现出近最大纠缠。

利用超荧光定位原子系综

Localization of atomic ensembles via superfluorescence

研究了空间小体积原子系综的亚波长局域化。定位依赖于系综与驻波激光场的相互作用。驻波场与原子系综相互作用中的光散射依赖于系综相对于驻波波节的位置。这种关系可以通过荧光强度分布来描述，其取决于驻波场参数、系综性质，并且其由于附近粒子系综中的集体效应而被修改。我们证明，强度分布可以定制，以适应不同的本地化设置。最后，我们将这些结果应用到两个本地化计划。首先，我们展示了如何将固定在驻波场中某个位置的系综局部化。其次，我们讨论了系综通过驻波场时的局域化。

基于双原子衰变的系综量子比特方案

Proposal of ensemble qubits with two-atom decay

本文提出利用双原子衰变提供非谐性来实现系综量子比特，无需里德伯阻塞和强原子相互作用，且兼容腔保护机制抑制退相干，为量子信息处理提供新平台。

利用原子系综实现光子态的无消相干量子存储

Decoherence-free quantum memory for photonic state using atomic ensembles

大规模量子信息处理需要稳定、长寿命的量子存储器。本文利用原子-光子纠缠，提出了一种实验上可行的利用原子系综实现无消相干量子存储的方案，并展示了其应用之一：基于激光操纵原子系综实现未知量子态的远程传输，通过光学元件实现光子态操作，以及中等效率的单光子探测。该方案具有对实际噪声和缺陷的固有容错性，允许在当前技术范围内检索存储器中的信息以用于进一步的量子信息处理。

受驱原子系综对光力学系统输出谱与纠缠的影响

Effects of driven atomic ensemble on the output spectrum and entanglement of optomechanical system

该研究提出由经典激光驱动二能级原子系综构成腔壁的腔QED间接驱动光力学模型，发现原子系综与腔模的耦合及激发水平显著影响系统输出压缩谱和光力纠缠，为理解光力学系统的关联与谱特性机制提供新见解。

里德伯阻塞原子系综与双光子跃迁腔场的量子界面分析

Analysis of quantum interface between Rydberg-blocked atomic ensemble and cavity optical field with two-photon transition

研究了腔内里德伯阻塞原子系综的原子-光子量子界面，其中基态-里德伯跃迁是通过双光子跃迁实现的。通过理论分析，我们报告了我们最近在光域的Jaynes-Cummings模型和由该平台实现的鲁棒原子-光子量子门的研究结果。对实现的要求是温和的，其中包括适度高精细度的光学腔，典型的碱金属原子如Rb或Cs，以及冷原子系综在Rydberg阻塞半径内的条件。分析了腔模中原子系综与量子化光场的集体耦合。我们展示了它作为光子量子比特和物质量子比特之间的受控相位门的能力。在分析中还考虑了与该系统的几个主要退相干因素相关的不利影响。

三能级原子包壳层集体激发产生的关联光子

Correlated Photons from Collective Excitations of Three-Level Atomic Ensemble

系统地研究了两个量子化光场与一个由经典光场驱动的循环原子系综的相互作用。这种所谓的原子循环系综由三能级原子组成，由于对称性破缺而产生δ型跃迁，这也可以在超导量子线路中实现。95，087001（2005）]。我们探讨了通过对原子-光子系统的相干操纵，在光子态之间以及光子与原子集体激发之间产生量子纠缠的动力学机制。结果表明，通过绝热控制经典场拉比频率，可以将量子信息从一个量子化光模完全转移到另一个量子化光模，并且可以将两个量子化光场携带的量子信息存储在该原子系综的集体模中。

使用原子系综的两位Deutsch-Jozsa算法

Two-bit Deutsch-Jozsa algorithm using an atomic ensemble

第一个实现二比特版本Deutsch-Jozsa算法的光学方案[D. Deutsch和R. Jozsa，Proc. R. Soc. London A { \bf 493}，553（1992）]。该提案在原子系综和简并光子源中使用斯塔克位移。光子与原子系综色散相互作用，导致原子-场基的有效哈密顿量，这对于执行所需的双量子比特操作是有用的。将这些与一组单量子比特操作相结合，可以实现该算法。给出了该建议的实验可行性的讨论。

单原子控制原子系综的超灵敏测量

Supersensitive measurement using single-atom control of an atomic ensemble

我们分析了一种基于原子干涉术的新型传感器的操作，该传感器可以通过利用多量子比特混合态中的量子关联来实现超经典灵敏度。干涉仪基于量子门，其使用单个原子（其充当控制量子位）和原子系综（其提供寄存器量子位）之间的相干控制的里德伯相互作用。原则上，我们的方案可以实现精确的缩放与合奏的大小-这可以扩展到大量的原子-而只使用单量子位操作的控制和批量操作的合奏。我们调查的干涉仪的现实实现，我们的主要目的是开发一种新的方法，量子精密测量，可以实现量子增强的测量精度，通过利用大的不纯量子态的相干操作。我们提出了一个实验，以证明增强的灵敏度的协议，并调查从经典到超经典的灵敏度时，使用高度混合的探针状态发生的过渡。

在原子系综中同时产生两个自旋-波-光子纠缠态

Simultaneous generation of two spin-wave-photon entangled states in an atomic ensemble

纠缠光子的产生和存储在量子信息技术中起着重要的作用。原子系综中的自发拉曼散射（SRS）为产生具有存储能力的纠缠光子提供了一种很有前途的方法。在过去的实验中，我们利用受激喇曼散射在原子系综中产生自旋-波-光子纠缠态，从而得到一对纠缠光子。本文报道了一种通过收集两个不同方向的Stokes光子，在原子系综中同时产生两个自旋波光子纠缠态的方案。基于所得到的两个原子-光子纠缠源，我们分别制备了三光子GHZ偏振纠缠态和有条件制备了偏振纠缠光子对。

拉曼过程恢复两个独立原子系综的相位记忆

Retrieval of phase memory in two independent atomic ensembles by Raman process

在高增益下的原子池自发喇曼过程中，斯托克斯光场和伴随的原子集体激发（原子自旋波）都是相干的。我们发现，由于该过程的自发性质，斯托克斯场和原子自旋波的相位从一种实现到另一种实现是随机变化的，但是反关联的。原子系综的相位在稍后的时间通过另一个拉曼过程读出，从而实现原子中的相位存储。Stokes场与原子集体激发之间的相位关联的观测是实现光与原子之间连续变量的宏观EPR型纠缠的重要一步。

热原子系综中产生的光子轨道angular momentum态的纠缠

Entanglement of the orbital angular momentum states of the photons generated in a hot atomic ensemble

量子协议将更有效地与高维纠缠态。携带轨道角动量的光子可以用来产生高维纠缠态。在本文中，我们实验证明了在热原子系综中利用自发四波混频产生的Stokes光子和反Stokes光子之间的轨道角动量纠缠。实验还表明，热原子系综与Stokes光子之间存在与空间自由度有关的纠缠。

耦合到光子晶体波导带边的原子系综的光学特性

Optical properties of an atomic ensemble coupled to a band edge of a photonic crystal waveguide

研究了耦合到一维光子晶体波导中的二能级原子系综的光学性质。我们发现，长程相互作用可以显着改变的线性和非线性光学行为相比，一个典型的原子系综。特别是，在线性政权，我们发现，透射谱揭示了多个传输骤降，其属性，我们展示了如何表征。在多光子状态下，系统响应可以是高度非线性的，并且在某些情况下，系综可以表现得像单个两能级系统，其一次只能吸收和发射单个激发。我们的研究结果是直接相关的原子PCW实验，应该很快就可以实现。