Information dynamics in cavity QED
在腔量子电动力学（QED）中，一个普通的实验装置是由一个二能级原子与光腔中的单模电磁场相互作用组成的。腔体由外部驱动，输出通过零差测量连续监测。我们推导出最佳速率的公式，在这些测量提供有关（i）的量子态的原子和电磁场组成的系统，和（ii）原子和场之间的耦合强度的信息。我们发现，这两个信息率是相关的。
2003-05-09 quant-ph
Entangled and disentangled evolution for a single atom in a driven cavity
对于处于外驱动腔中的原子，我们证明了特殊的初始态可以导致原子-场的近解纠缠演化，而这些初始态的叠加可以导致近最大纠缠态。有些反直觉的是，我们发现这个系统中的（适度的）自发发射实际上导致了超过稳态值的纠缠的瞬态增加。我们还表明，一个特定的字段关联函数可以使用，在实验设置，跟踪这种纠缠的时间演化。
2004-09-24 quant-ph
Asymptotics of Quantum Random Walk Driven by Optical Cavity
我们研究了一种新的量子随机游走（QRW）模型，可能有用的量子算法的实现，实现了二次方更快的扩散速率相比，其经典的。我们评估其渐近行为表示的形式的一个双喇叭形状的极限概率分布。该极限分布的鲁棒性和控制的问题是通过引入量子光学腔来解决的，在该量子光学腔中，以二能级原子和激光场的形式实现的量子步行硬币系统之间的共振Jaynes-Cummings型相互作用正在发生。利用量子硬币与光场的相互作用时间和量子硬币的初始态来驱动光腔，我们确定了两种对QRW渐近行为的修正。在第一个中，极限分布被稳健地再现到缩放，而在第二个中，步行的量子特征，例如增强的扩散速率，被洗掉，高斯渐近占上风。验证这些发现的实验装置，涉及两个量子光学腔，实现驱动QRW和它的量子到经典的过渡进行了讨论。
2005-10-14 quant-ph
Controlling and reversing the transition from classical diffusive to quantum ballistic transport in a quantum walk by driving the coin
我们表明，标准的量子步行量子到经典的过渡，其特征在于弹道扩散扩散的步行者的位置，可以通过外部调制的硬币状态。我们说明通过显示经典的扩散和量子弹道扩散之间的振荡使用数值和渐近精确的封闭形式的解决方案，我们证明了步行者是在一个可控的不相干的混合物的经典和量子步行与可逆的量子到经典的过渡。
2013-02-22 quant-ph
Topological Frequency Conversion in a Driven Dissipative Quantum Cavity
最近的工作（PRX 7，041008）表明，自旋耦合到两个外部提供的圆偏振电磁模式可以实现拓扑，量子化的光子从一个模式转移到另一个。在这里，我们研究的情况下，只有一个模式是外部提供的，而另一个是一个动态的量子力学腔模式。专注于实验条件下的签名和稳定性，我们表明，效果持续到少光子量子极限，它可以用来产生高度纠缠的“猫态”的腔和自旋。通过将外部驱动的强度调谐到“最佳点”，量子化泵浦可以从空（零光子）腔态开始产生。我们还发现，包括外部噪声和耗散不抑制，而是稳定的转换效果，即使在多腔模式被考虑在内。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum walks and entanglement in cavity networks
本研究分析由光学腔与二能级原子构成的多部分量子系统中的量子行走与纠缠，考虑损耗与衰变，以环面和莫比乌斯带为例展示方法的通用性及量子模拟应用潜力。
2024-07-13 quant-ph
Squeezing of electromagnetic field in a cavity by electrons in Trojan states
里德伯电子特洛伊态的概念，由I.Bialynicki-Birula，M. Kalibranski和J.H.Eberly（Phys. Rev. Lett. 73，1777（1994））被推广到腔中量子化的电磁场的情况。描述特洛伊状态的电子波包的形状实际上与先前研究的外部驱动系统中的相同。量子化电磁场在其经典值附近的涨落表现出很强的压缩。圆柱对称系统中特洛伊态的出现归因于对称性的自发制动。
2000-07-12 quant-ph
Phase-enhanced excitations in pumped collective nuclear systems
Moldova State University（摩尔多瓦国立大学）；University of Würzburg（维尔茨堡大学）
研究外部驱动核双态系统在泄漏宽带腔中的量子动力学，揭示相位差对核激发概率的影响，展示核集体态的亚至超泊松统计及协同辐射和集体拉姆移的关联。
2026-04-10 quant-ph
Multiphonon quantum dynamics in cavity optomechanical systems
研究了含振镜的激光泵浦腔光机样品中的多声子量子动力学。特别是，我们专注于色散的相互作用制度，其中外部施加的相干场频率失谐的光学谐振器的频率不等于反射镜的振荡频率或其倍数。结果表明，对于所涉及的子系统之间的中等强度耦合，该复杂系统的量子动力学分别由多声子吸收或发射过程描述。特别地，我们展示了通过光子检测来监测声子量子动力学的有效方法。讨论了提取相关样品参数的可能性，如机械镜与电磁场之间的耦合强度。
2022-02-18 quant-ph
Quantum walks on circles in phase space via superconducting circuit quantum electrodynamics
我们展示了如何量子行走可以实现第一次在量子梅花形通过超导电路量子电动力学（QED），以及如何从量子插值随机行走实现可控退相干使用两个谐振器系统。直接控制硬币量子比特是很难实现的，无论是在腔或电路QED，但我们表明，阿达玛硬币翻转可以通过直接驱动腔的影响，其结果是，步行者之间的循环在相空间跳跃，但仍然表现出超过15步的量子行走行为。
2008-10-28 quant-ph
Superharmonic Resonances in a Strongly Coupled Cavity-Atom System
研究了超导磁通量子比特与微波腔强耦合系统。基腔模式是外部驱动的，并在弱非线性区的响应进行了研究。我们发现，在腔模和量子比特的共振频率重合的交点附近，克尔系数的符号发生变化，从而非线性响应的类型由软化变为硬化。此外，当量子比特频率和腔基模频率之间的比率被调谐为接近整数值时，腔响应表现出超谐波共振。非线性响应的特点是由互调的方法和信号和空闲增益测量。实验结果与理论预测进行了比较，并获得了良好的定性协议。超谐共振在量子放大和光纠缠态的产生等方面具有潜在的应用价值。
2016-01-29 quant-ph
Discrete time quantum walk with nitrogen-vacancy centers in diamond coupled to a superconducting flux qubit
我们提出了一个量子电动力学计划实现离散时间，创造量子行走与沃克对应的相位自由度的准磁振子场实现在金刚石中的氮空位中心的系综。硬币被实现为超导通量量子比特。我们的计划改进了现有的建议，实现量子行走腔量子电动力学通过删除繁琐的要求，根据平均准粒子数的不同驱动脉冲持续时间。我们的改进是相关的所有间接抛硬币腔量子电动力学实现的量子行走。数值分析表明，该方案可以在实际条件下实现离散量子行走。
2013-07-16 quant-ph
Atom-assisted quadrature squeezing of a mechanical oscillator inside a dispersive cavity
本文提出了一种光机混合方案来实现可由经典场外控的介观力学振子的位置正交的动态压缩。采用了中间膜的结构，其中$Λ$构型的原子被认为是被困在腔体内的膜的两侧。我们表明，相当数量的压缩（超过3 dB的限制）可以实现不受腔的衰减和原子的自发发射。压缩依赖于原子态的初始准备。此外，通过使用泵浦原子和腔的大控制场，可以获得原子和振荡器之间的强有效耦合。从压缩谱的角度研究了热声子池对压缩的影响。详细的分析计算支持了结果。
2015-12-12 quant-ph
Comparison of semiclassical and quantum models of a two-level atom-cavity QED system in the strong coupling regime
我们提出了一个数值研究比较半经典和量子模型的阻尼，强相互作用腔QED系统组成的一个单一的二能级原子与一个单一的量子化腔模相互作用的外部驱动的可调谐单色光场。我们计算了每种模型下耦合系统的稳态透射谱，并表明在强耦合区，两种模型产生截然不同的结果。系统的全量子力学模型正确地产生预期的多光子透射谱，而半经典方法的结果在一个多光子光谱。
2019-04-05 physics.atom-ph quant-ph
Optical implementability of the two-dimensional Quantum Walk
我们提出了一个光学腔实现二维量子线上的量子漫步。该实现仅利用经典资源，并且在可以通过调整设备的一些参数来实现大量不同的酉变换的意义上是可调的。
2005-03-07 quant-ph
Probing nonclassicality in an optically-driven cavity with two atomic ensembles
在开放量子系统的框架下，通过考虑两个二能级原子系综相对于腔场的波节和波腹的不同构型，研究了在由两个二能级原子系综组成的腔场物理系统中观测到非经典特性的可能性.该研究揭示了强存在的非经典特性的物理系统中建立的非经典性，如亚泊松玻色子统计和单模压缩，模间压缩，模间纠缠，反聚束，和转向的许多方面的存在。一些参数的影响，表征物理系统，对不同方面的非经典性也进行了研究。具体而言，据观察，深度的非经典见证参数可以通过外部驱动的合奏与光场之一增强。这项工作是在开放系统的影响，特别是，使用朗之万方程以及一个合适的微扰技术。
2018-07-07 quant-ph
Entanglement, fidelity, and quantum-classical correlations with an atom walking in a quantized cavity field
研究了腔量子电动力学（QED）的基本模型--理想腔中具有光子反冲的二能级原子与量子化场模相互作用中量子演化的稳定性和不稳定性。结果表明，在没有任何与环境相互作用的情况下，在量子化的驻波场中，Jaynes-Cummings动力学在原子质心的混沌行走状态下是不稳定的.这种量子不稳定性表现在约化量子纯度和熵的强烈变化中，与各自的经典李雅普诺夫指数相关，以及量子态的保真度对原子-场失谐的微小变化的指数敏感性。量子纠缠和保真度和质心运动之间的联系是明确的分析和数值的几个制度的运动。结果表明，与两个特定的初始场状态：Fock和相干的。数值实验展示了量子-经典对应的各种表现形式，包括动力学混沌和分形，原则上可以在高精细度腔中的原子和光子的真实实验中观察到。
2005-11-11 nlin.CD quant-ph
Quantum Optical Random Walk: Quantization Rules and Quantum Simulation of Asymptotics
量子化经典随机游走的步行者+硬币部分的规则是通过将它们视为相互作用的量子系统来提供的。通过一个新的规则，将影响硬币状态的量子或经典噪声作为量子化的源，引入了量子光学随机游走（QORW）。与经典情形相比，QORW walker位置的长期渐近统计量显示出增强的扩散速率，精确地解决了。量子光学腔实现的步行提供了量子模拟的渐近统计的框架。模拟利用相互作用的二能级原子和/或激光随机脉动场与波动参数。
2006-11-28 quant-ph
A realization of a quasi-random walk for atoms in time-dependent optical potentials
本文研究了双色泵浦腔中原子的含时动力学，纵向通过侧镜，横向通过原子偶极的直接驱动。这两个驱动频率的跳动导致了一个依赖于时间的有效光学势，迫使原子进入一个非平凡的运动，强烈类似于晶格点之间的离散随机行走行为。我们提供了这样的准随机行走行为的数值和分析分析。
2015-09-28 quant-ph
Controlled-Phase Gate by Dynamic Coupling of Photons to a Two-Level Emitter
我们提出了一种在双轨编码光子量子比特上实现高保真确定性量子逻辑门的架构，该架构通过使光子与光学腔中的两级发射器（TLE）相互作用来实现。由于量子控制过程，定义量子位的光子波包在相互作用之后被保留，该量子控制过程主动地从腔加载和卸载光子并且动态地改变它们与TLE的有效耦合。控制依赖于腔模式之间的非线性波混合增强的强外部调制的电磁场或AC斯塔克位移的TLE过渡能量。我们数值研究的损失和失相的TLE以及控制场的失调方面的缺陷的影响。我们的研究结果表明，GaAs薄膜中的III-V族量子点是一个有前途的平台，用于光子量子信息处理。
2022-09-08 quant-ph
Freezing a Coherent Field Growth in a Cavity by Quantum Zeno Effect
我们通过重复测量光场的光子数，冻结了腔内光场的相干演化。我们使用圆形里德伯原子色散耦合到腔模的吸收自由光子计数。这些测量抑制了由经典源注入腔中的场的增长。量子芝诺效应的这种表现说明了光子数决定对场相位的反作用。场的剩余增长可以看作是其振幅在二维相空间中的随机游走。这个实验揭示了测量过程，并为主动量子反馈开辟了前景。
2008-09-25 quant-ph
Perspectives for quantum state engineering via high non-linearity in a double-EIT regime
我们分析了Petrosyan和Kurizki [{ \sl Phys. Rev. A} { \bf 65}，33833（2002）]最近提出的电磁诱导透明（EIT）增强的克尔型非线性模型所提供的量子态工程的可能性。我们超越了半经典的治疗，并得出一个量子版本的模型与一个完整的哈密顿方法和分析方面的修饰状态。利用交叉相位调制效应制备了纠缠相干态。我们简要地表明，这种纠缠相干态的局域性破坏是鲁棒的低检测效率。最后，我们研究了通过低密度原子束与外驱动双模电磁腔相互作用实现双色光子封锁的可能性。我们表明，即使当一个以上的单个原子是腔内的封锁效应的有效性。控制两种不同的腔模式的可能性允许一些见解腔模式的纠缠态的产生。
2003-04-17 quant-ph
Quantum Walk with a time-dependent coin
我们介绍量子行走与时间相关的硬币，并显示他们如何包括，作为一个特殊的情况下，广义量子行走最近研究的Wojcik等人。\textbf{93}，180601（2004）{]}，其表现出有趣的动力学局部化和准周期动力学。我们的建议允许一个更容易实现这个特定的丰富的动态比原来的。此外，它允许对行走进行额外的控制，这可以用于补偿由于外部交互而出现的相位。为了说明其可行性，我们讨论了一个例子，使用光学腔。我们还推导出一个近似的解决方案，在连续的限制（长波长近似），这提供了物理的洞察力的过程。
2006-05-05 quant-ph
Photon creation from vacuum and interactions engineering in nonstationary circuit QED
本文从理论上研究了非稳态电路QED系统，其中人工原子跃迁频率或原子-腔耦合有一个小的周期性时间调制，这是由外部给定的。原子与单腔模耦合形成的系统用拉比哈密顿量描述。我们发现，在色散区，当调制周期调谐到“共振”时，系统动力学呈现动态Casimir效应，共振Jaynes-Cummings或共振Anti-Jaynes-Cummings行为，并且可以用相应的有效哈密顿量来描述。在共振原子-腔体系中，在共振调制下，其动力学过程类似于振动腔中静止二能级原子的动力学过程，真空中可以产生双光子纠缠态。此外，我们考虑的情况下，原子腔耦合，原子频率，或两者都有一个小的非周期性的时间调制，并表明，光子可以从真空中的色散制度。因此，可以在电路QED中模拟动态Casimir效应，并且由于Rabi Hamilton中的反旋转项，可以从真空中产生多个光子以及纠缠态。
2008-12-02 quant-ph
Direct Probe of Topological Invariants Using Bloch Oscillating Quantum Walks
单粒子能带结构的拓扑结构在理解许多物理现象中起着基础作用。受量子行走和这种拓扑能带结构之间的联系的启发，我们证明了一个简单的依赖于时间的布洛赫振荡量子行走，使拓扑不变量的直接测量。我们考虑了两类一维量子行走，并将行走器上的全局相位与其重聚焦行为联系起来。通过解开对该阶段的动力学和几何贡献，我们描述了一种测量这些量子漫步中拓扑不变量的一般策略。作为一个例子，我们提出了一个实验方案，在电路QED架构中，超导transmon量子比特扮演硬币的角色，而量子行走发生在相空间的腔。
2016-09-29 quant-ph
Observing Topological Invariants Using Quantum Walk in Superconducting Circuits
在工程和自然发生的量子材料中直接测量拓扑不变量是对物质的量子相进行分类的关键步骤。在这里，我们激励一个工具箱的基础上依赖于时间的量子行走作为一种方法来数字模拟单粒子拓扑能带结构。使用超导量子比特色散耦合到微波腔，我们实现了两类分步量子行走，并直接测量与每个拓扑不变量（绕组数）。测量依赖于腔薛定谔猫态的两个组件之间的干涉，并突出了一种新的重新聚焦技术，该技术允许直接实现数字版本的布洛赫振荡。我们的计划可以很容易地扩展到更高的维度，从而量子行走为基础的模拟可以探测拓扑相位范围从量子自旋霍尔效应的霍普夫绝缘体。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Emergent superfluid crystals, frustration, and topologically defected states in multimode cavity QED
我们提出，凝聚态现象涉及自发出现和晶格动力学可以实现在设置超冷玻色凝聚原子耦合到多模腔。以前，它表明，在横向泵浦单模腔的情况下，原子自组织在腔模式的偶数或奇数波腹，给予足够的泵浦强度，因此自发地打破离散的平移对称。在这里，我们证明了在多模腔中，自组织通过Brazovskii转变的变体带来了连续平移对称性破缺的额外特征，从而为实现柔顺晶格和相关现象铺平了道路，例如，量子熔化、拓扑缺陷、挫折、玻璃化，甚至超固体;当光晶格被外部施加时，这些现象在超冷原子系统中是不存在的。我们应用一个功能积分的方法，这个多体腔QED系统，这使我们，除其他外，计算过渡阈值，探索这个过渡附近的波动，并确定这种波动是如何体现在从腔发出的光。
2009-04-20 cond-mat.other quant-ph
Quantum Information Approach to the Implementation of a Neutron Cavity
本文提出用量子随机游走模型描述由两片完美硅晶体构成的中子腔内的布拉格衍射约束，并通过实验验证模拟结果，为中子磁偶极矩和电偶极矩测量等约束装置研究开辟了新途径。
2022-08-23 quant-ph
The quantum Otto cycle in a superconducting cavity in the non-adiabatic regime
我们分析了量子奥托循环应用于超导腔的效率。我们认为它的描述在一个完整的量子标量场在一个一维腔与时间相关的边界条件，可以外部控制执行和提取工作的系统酉。我们研究的性能，这台机器时，作为一个热机以及制冷机。结果表明，在非绝热状态下，量子循环的效率受到动态Casimir效应的影响，该效应引起一种量子摩擦，降低了效率。我们还发现了一些参数区域，在这些参数区域中，这种效应非常强烈，以至于机器不再能作为发动机工作，因为产生的功完全被量子摩擦消耗掉了。然而，这种效果可以避免一些特定的时间演化的边界条件，不改变腔中的模式的占用数，从而导致一个高度提高的效率。
2021-11-30 hep-th quant-ph
A Generalized Quantum Optical Scheme for Implementing Open Quantum Walks
开量子行走是一种完全由与外部环境的耗散相互作用驱动的新型量子行走，它被表述为图上的完全正的保迹映射.提出了一种实现非零温度环境的量子阱的广义量子光学方案。在该量子光学方案中，二能级原子扮演“步行者”的角色，腔模的Fock态对应于“步行者”的晶格位置。使用小么正旋转的方法，系统的有效动力学被证明是一个OQW。对于所选择的参数集，环境温度的增加导致系统比之前提出的环境温度为零的方案更快地达到渐近分布。在这种情况下，渐近分布由稳定的高斯分布给出。
2020-04-03 quant-ph
Converting quasiclassical states into arbitrary Fock state superpositions in a superconducting cavity
我们提出并实验证明了一种在超导量子线路中产生任意Fock态叠加的新方法，其中量子比特与微波腔模色散耦合，而不需要精细的频率调谐。在这里，量子比特用于有条件地将相干态的Fock态分量的概率幅度调制为期望的叠加态的概率幅度，而不是像以前的方案那样将光子一个接一个地泵送到腔中。我们的方法不需要在腔态制备过程中调整量子比特频率，并且与以前的方法相比，对噪声和实验误差的积累更具鲁棒性。利用该方法，我们在实验上产生了不同希尔伯特空间维数和压缩态下的高保真相位本征态，这对于量子行走和高精度测量是有用的。
2017-03-09 quant-ph
Cavity-induced emergent topological spin textures in a Bose Einstein condensate
光学谐振腔中超冷量子物质和电磁场模式的耦合非线性动力学表现出丰富的有趣的集体现象。在这里，我们研究了一个$Λ$型，三分量玻色-爱因斯坦凝聚体耦合到一个环形腔的四个动态行波模式，其中只有两个模式是外部泵浦。然而，由于光子的相干后向散射，非泵浦模式在系统的动力学中起着至关重要的作用。在平均场水平上，我们确定了三个根本不同的稳态阶段的密度和空间自旋纹理的不同特点：一个组合的密度和自旋波，一个连续的自旋螺旋均匀的密度，和一个自旋螺旋调制密度。自旋螺旋状态，这是拓扑，是密切相关的腔诱导的自旋轨道耦合出现超过临界泵浦功率。拓扑平凡的密度波-自旋波态具有两个连续对称性破缺的超固体的特征。不同相之间的过渡是同时拓扑和一阶或二阶的。所提出的设置允许通过单独调整泵浦振幅和频率来模拟有趣的多体量子现象，腔输出场作为内置的无损观察工具。
2018-07-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self-adapted Floquet Dynamics of Ultracold Bosons in a Cavity
受系统参数周期性调制的量子系统的Floquet动力学为设计具有奇异性质的新量子物质提供了强有力的工具。虽然系统动力学显着改变，周期性调制本身通常是外部诱导和独立的Floquet动力学。在这里，我们提出了一种新的类型的Floquet物理学的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）受到振动晶格内产生的腔，其中振动晶格和原子Floquet带是相互依赖的，导致自适应Floquet动力学。特别是，振动晶格诱导Floquet准能带的BEC，其反作用导致一个自适应的动态正常的超辐射相变的振动晶格。这种自适应的Floquet动力学表现出两个令人惊讶和独特的特点：\textit{i}）正常-超辐射相变具有滞后，即使没有原子相互作用; \textit{ii}）动力学原子-腔稳态可以存在于自由能最大值。原子间的相互作用强烈影响BEC从零到有限动量的相变。我们的结果为探索自适应Floquet动力学提供了一个强大的平台，这可能为工程新型量子材料开辟一条途径。
2018-06-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exploring Topological Phase Transition via Quantum Walk in Coherent State Space
量子行走是一种描述自旋粒子在晶格上运动的动力学协议。此外，它已被证明是一个强大的平台，探索拓扑量子物质。近年来，相干态空间中的量子行走被提出并在实验上得以实现。然而，由于相干态的固有特性，在实际应用中，当我们要求相干空间是一个近似正交的空间时，控制光子数是一个挑战。本文证明了相干系统的非正交性，一方面可以通过多次测量来消除，另一方面，它是表征系统性质的有用资源。因此，系统的光子数是可控的。我们首先提出一个可行的方案来测量量子行走的波函数。然后我们证明了相干态空间的光子期望数是很好的可观测的，可以很好地表征系统的拓扑性质，体现了相干态空间量子游走的优势。此外，我们提出了一个实验方案，在电路量子电动力学架构，超导量子比特是一个硬币，而腔模式用于量子行走。
2018-09-18 quant-ph
Exploring the nonlinear regime of light-matter interaction using electronic spins in diamond
研究了非线性条件下金刚石中缺陷与超导微波谐振腔的耦合。带负电荷的氮空位和P1缺陷进行了探讨。测量的腔模响应表现出强的非线性附近的自旋共振。数据与理论预测进行了比较，并在很宽的外部控制参数范围内获得了良好的一致性。本文研究的非线性效应有望在任何基于腔的磁共振成像技术中发挥作用，并对其灵敏度施加基本限制。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superconducting circuit quantum computing with nanomechanical resonators as storage
我们分析了超导传输子电路的量子信息处理能力，该电路用于调解存储在声子晶体腔谐振器集合中的量子信息之间的相互作用。只有一个处理元件需要外部控制，这使得这种方法比传统的每个量子位单独控制的架构大大减少了硬件密集型。此外，当与通常考虑的使用共面波导或3d腔微波谐振器进行存储的替代方法相比时，纳米机械谐振器提供了非常长的寿命和小尺寸--这是对微波谐振器的两个相互冲突的要求。详细的门误差分析导致量子位谐振器耦合率的最佳值作为系统中的机械谐振器的数量的函数。对于一组给定的系统参数，一个特定的耦合量和谐振器的数量被发现优化量子体积，一个近似的测量系统的计算能力。我们看到这个体积在所提出的混合纳米机械架构中比在竞争的片上电磁方法中更高。
2018-08-24 quant-ph
Eigen-SNAP gate for photonic qubits in a cavity-transmon system
该研究提出基于腔- transmons系统的Eigen-SNAP两量子比特门，通过外部驱动transmon在色散耦合区工作，实现√SWAP门并经数值优化提升保真度，为连续变量量子计算提供稳健平台。
2025-08-26 cond-mat.other quant-ph
Higgs mode stabilization by photo-induced long-range interactions in a superconductor
我们发现，低的激发的二维BCS超导体显着改变时，耦合到一个外部驱动的腔，诱导可控的远程吸引力之间的相互作用的电子。我们发现它们与本征局域相互作用非线性地结合，增加了Bogoliubov准粒子的激发能，从而扩大了超导能隙。驱动腔诱导吸引的长程性质定性地改变了超导体的集体激发。具体地说，它们导致激子模式的额外集体激发的出现。此外，希格斯模被推入能隙，现在位于博戈留博夫准粒子连续统之下，因此它不能衰变成准粒子。这样，希格斯模式的寿命大大增加。
2021-06-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamical Casimir cooling in circuit QED systems
本研究在电路QED系统中利用含外部驱动SQUID的传输线装置，通过量子化SQUID自由度构建三体相互作用哈密顿量，实现SQUID作为功源的腔模自主冷却，并证实增加耦合模式可增强冷却效果。
2023-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong photon coupling to high-frequency antiferromagnetic magnons via topological surface states
本研究利用拓扑绝缘体表面态介导，通过全量子路径积分方法实现了反铁磁磁振子与微波腔光子的高频强耦合，耦合强度较直接耦合高数个量级，有望推动高频腔磁振子学在量子信息技术中的应用。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the quantum (in)stability in cavity QED
在腔量子电动力学（QED）的背景下研究了量子运动的稳定性和不稳定性。结果表明，在没有与环境相互作用的情况下，原子在量子化的驻波场中的混沌行走状态下，Jaynes-Cummings动力学是不稳定的。这种量子不稳定性表现在量子纯度和熵的强烈变化以及量子态的保真度对原子-场失谐的微小变化的指数敏感性。它是量化的各自的经典最大李雅普诺夫指数，可以估计在适当的进出实验。
2005-04-25 nlin.CD quant-ph
Geometric phase and its applications: topological phases, quantum walks and non-inertial quantum systems
几何相位在量子理论中起着基础性的作用，并解释了从Aharanov-Bohm效应、整数和分数量子霍尔效应以及物质的拓扑相位（包括拓扑绝缘体）等广泛的现象。在这篇论文中，我们提出了一个新的角度测地线和零相位曲线，这是理解几何相位的关键成分。我们还研究了几何相位在拓扑相位、量子行走和非惯性量子系统中的一些应用。给定曲面上任意两点之间的最短曲线是（最小）测地线。它们也是系统沿其不获得任何几何相位的曲线。在相同的上下文中，我们可以推广测地线来定义更大类的曲线，称为零相位曲线（NPC），沿着这些曲线，所获得的几何相位也为零;然而，它们不需要是两点之间的最短曲线。我们提出了一个几何分解的测地线和零相位曲线的布洛赫球，这是至关重要的，在提高我们的理解的几何状态空间和内在对称的测地线和NPC。我们还研究了存在外部（有损）环境的量子漫步中拓扑相的持久性。我们表明，在一维和二维量子行走的拓扑秩序坚持对适度的损失。此外，我们使用的几何相位检测的非惯性修改的场调制器所感知的圆形旋转的二能级原子放置在一个腔。
2022-09-11 quant-ph
A short walk through quantum optomechanics
本文简要回顾了量子光学力学的基础物理，并概述了它的一些最新发展和当前的重点领域。它首先概述了腔光机械冷却的基本理论，并给出了一个简短的状态报告的实验状态的最先进的。然后，它转向操作的光机械振荡器的深量子制度，并涵盖了量子态的制备，控制和表征，包括机械压缩和脉冲光力学的选择方面。随后讨论了利用超冷原子样品而不是纳米级系统的“自下而上”方法。它的结论是一个展望，主要集中在量子光学机械系统的功能化及其在计量应用的承诺。
2012-10-12 physics.optics quant-ph
Tailoring quantum walks in integrated photonic lattices
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
本文通过实验比较线性和非线性光子波导阵列，揭示量子行走中非经典性的产生，并展示非周期性阵列设计生成最大纠缠态的潜力。
2025-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Deterministic generation of an on-demand Fock state
我们从理论上研究了基于JaynesCummings量子随机游走的光子Fock态的确定性产生。然后，我们展示了如何在低温固态量子系统中实现该协议的每个步骤，该系统具有耦合到附近高Q光学腔的纳米金刚石中的氮空位中心。通过应用时间相关的斯塔克位移来控制NV和腔之间的耦合持续时间，并且通过受激发射耗尽（STED）来增加NV的衰减速率，可以按需生成具有高光子数的Fock态。我们的设置可以集成在一个芯片上，可以精确控制。
2013-03-28 quant-ph
Efficient qubit measurement with a nonreciprocal microwave amplifier
观察量子对象的行为从根本上扰动了它的状态，导致随机游走到测量算符的本征态。理想地，测量负责量子态的所有退相。在实践中，测量设备中的缺陷限制或破坏量子反馈协议所需的信息流，这是由测量效率量化的效果。在这里，我们展示了使用非互易参量放大器直接监测读出腔的微波场的超导量子比特的有效测量。通过减小腔体和放大器之间的损耗，我们实现了$72\%$的测量效率。放大器的方向性保护读出腔和量子比特免受放大的真空波动引起的过度反作用。除了为进一步提高强投影测量的保真度提供工具外，这项工作还为理想弱测量的实验研究创建了一个测试平台，并为基于弱测量的量子反馈协议开辟了道路，如状态稳定或纠错。
2020-12-07 quant-ph
Finite-element assembly approach of optical quantum walk networks
本研究提出一种适用于任意构型线性相干散射体网络的有限元组装方法，通过构建全局幺正矩阵并施加边界条件、矩阵求逆得到散射态稳态解，是Redheffer星积的推广，可用于光量子行走研究与光学器件设计。
2024-05-14 quant-ph
Tunable Non-Gaussian Mechanical States in a Strongly Coupled Hybrid Quantum System
本文提出由 qubit、机械谐振器和受驱光子腔构成的强耦合混合系统，利用 boxcar 驱动瞬态动力学产生并调控具有 Wigner 负体积和增强量子 Fisher 信息的非高斯机械态。
2025-07-24 quant-ph
Tunable phonon blockade in weakly nonlinear coupled mechanical resonators via Coulomb interaction
在微纳机械谐振器中实现量子力学行为吸引了持续的研究努力。观察力学物体量子性质的方法之一是通过声子阻塞机制。在这里，我们表明，声子封锁可以实现在两个弱非线性机械谐振器耦合的库仑相互作用的系统。最佳的封锁出现作为导致双声子激发的路径之间的破坏性量子干涉的结果。观察到，与施加在一个机械谐振器上的单个驱动相比，驱动两个谐振器在许多方面可以是有益的;例如，就声子阻断的温度灵敏度而言，以及就可调谐性而言，通过外部地控制第二驱动的振幅和相位。我们还表明，通过辐射压力引起的耦合在光机械腔，声子相关性可以间接测量的腔模式的光子相关性。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Atomic Fractals in Cavity QED
我们报道了驻波微腔中二能级原子非线性运动中原子分形的明显证据。分形结构，典型的混沌散射，在原子处于远失谐振幅（相位）调制驻波和（2）的腔QED（1）的一般半经典模型中，具有耦合的原子外部和内部自由度。在第二个模型中，所有自由度之间的微小相互作用是捕获原子的原因，即使是在非常短的微腔中。它至少可以同时导致两种原子分形，一种是可数分形（一组初始动量产生类似于分隔线的原子轨迹），另一种是看似不可数的分形，其中一组动量产生原子在腔内的无限行走。
2002-10-11 nlin.CD physics.atom-ph quant-ph
Thermodynamic entropy production in the dynamical Casimir effect
本文通过有效哈密顿量和高斯态演化两种方法，分别研究动态卡西米尔效应中量子场热力学熵产生的短时与长时行为，揭示其与粒子数标度、量子相干性及模式间纠缠的联系。
2023-11-16 quant-ph
Quantum-RAM Implementation Using Multiple Interacting Rydberg-Blockaded EIT Systems
S.N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. Bose 基础科学国家中心）；Sister Nivedita University（Sister Nivedita 大学）
提出基于里德伯阻塞EIT系统的量子随机行走qRAM架构，利用偶极相互作用实现高保真相位控制，复杂度为O(n)，无需低温。
2026-09-11 quant-ph
Quantum Random Access Memory Implementation Using Photon-Photon Interaction in Rydberg Atomic Ensemble
S.N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国立中心）；Sister Nivedita University（尼维迪塔姐妹大学）
针对qRAM可扩展性瓶颈，提出基于里德伯原子系综和EIT的量子行走架构，以相位编码替代有源节点，实现对数级时间复杂度和容错硬件路径。
2026-09-11 quant-ph
Chaos and flights in the atom-photon interaction in cavity QED
研究了腔量子电动力学（QED）中原子-光子相互作用的动力学性质，将单模高精细度驻波腔中的冷二能级原子看作一个具有三个耦合自由度的非线性哈密顿系统：平动自由度、内原子自由度和光场自由度.该系统被证明有不同类型的运动，包括Lévy飞行和原子在腔中的混沌行走。结果表明，与原子反冲有关的平移运动是由拉比振荡调制频率的参量非线性摆方程控制的。这种类型的动力学是混沌的随机层的一些宽度，估计解析。对于控制参数的实际值，归一化失谐量$δ$和原子反冲频率$α$，宽度是相当小的。证明了在给定$α$值的情况下，原子-光子动力学如何依赖于$δ$值和初始条件。发现了两种Lévy飞行，一种对应于原子的弹道运动，另一种对应于势阱中的小振荡，它们影响原子-光子相互作用的统计性质，如Poincaré递归分布和原子位置的矩$x$ .模拟显示了不同的运动机制，从$δ=1.2$处的$<x^2>\simτ^{1.13}$轻微异常扩散到$δ=1.92$处的$<x^2> \sim τ^{2.2}$超扩散，该超扩散对应于具有加速度的原子的超弹道运动。所得结果可用于寻找通过调节失谐量$δ$来操纵原子、冷却原子和囚禁原子的新方法。
2002-10-17 nlin.CD quant-ph
