Quantum state engineering on an optical transition and decoherence in a Paul trap
在Paul阱中，单个Ca+离子以高达99.9%的概率被冷却到振动的基态。从这个福克州开始|n=0>我们证明了对光学跃迁的相干量子态操纵。在1.4ms内观察到多达30个拉比振荡。我们发现，在离子制备后，|n=1> Fock态。光态操纵的相干性只受激光和环境磁场涨落的限制。运动加热已被测量为低至190 ms内的一个振动量子。
1999-09-13 quant-ph
Engineering optical hybrid entanglement between discrete- and continuous-variable states
涉及离散和连续变量态的光的混合纠缠的产生和操纵最近已经成为实现异构量子网络的重要资源。本文研究了一种基于非局域先驱光子探测的类粒子和类波光学量子比特混合纠缠的远程产生方案。我们还扩展了这个计划与额外的本地或非本地检测。一个额外的本地预示允许所得到的状态表现出更高的保真度与目标纠缠量子比特，而双光子非本地预示检测提供了访问更高的维度在离散变量子空间，从而导致在混合纠缠量子比特的生成。所提出的方案的实施，结合正在进行的高保真量子态工程的工作，将提供新的非经典光源的光学混合架构的发展。
2019-07-11 quant-ph
Quantum state engineering via coherent-state superpositions in traveling optical fields
我们提出了两个在行波光场中产生相干态叠加的实验方案，这些叠加态可以有条件地逼近不同的非经典态。虽然这些设置是由少量的线性光学元件和零差测量构成的，但它们可以用于生成各种光子数叠加，其中组成状态的数量可以高于方案中的测量数量。我们数值确定的参数，以实现最大的保真度的准备各种非经典状态，如振幅压缩态，压缩数态，二项式态和各种光子数叠加。所提出的设置可以生成这些状态具有高的成功率和成功概率，可以是有希望的实际应用。
2017-08-09 quant-ph
Quantum State Engineering using Single Nuclear Spin Qubit of Optically Manipulated Ytterbium Atom
将单个Yb原子加载到具有移动晶格的高精细光学腔中，并使用核磁共振技术操纵其核自旋态。全量子态层析证实了高可靠性的量子态控制，保真度和纯度分别大于0.98和0.96;采用腔QED技术实现了高速（500 μ s）和高效率（0.98）的投影测量。由于只有在投影测量工作时才产生超精细耦合，因此保持了较长的相干时间（T_1 = 0.49s和T_2 = 0.10s）。我们的技术可以应用于实现一个可扩展的单向量子计算与集团态的光晶格。
2011-01-12 quant-ph
Quantum-optical state engineering up to the two-photon level
我们提出并实验验证了一个方案，工程任意态的旅行光场的双光子水平。通过对空闲信道的条件测量，在自发参量下变频的信号信道中远程准备期望的状态。测量包括使闲频场与两个辅助相干态干涉，然后是两个单光子探测器，它们同时预示着准备事件。通过改变辅助粒子的振幅和相位，我们可以制备任意的零光子、单光子和双光子叠加态。
2009-08-28 quant-ph
Engineering W-type steady states for three atoms via dissipation in an optical cavity
提出了一种耗散制备光腔中三原子W型纠缠态的方案。该方案是基于进入和离开目标状态的衰变过程之间的竞争。通过选择合适的系统参数，我们求解了整个演化过程，并利用有效算符理论设计了四个独立的衰变过程，使目标态成为量子系统的定态.该方案既不需要准备确定的初始状态，也不需要精确控制系统参数和准备时间。
2012-06-25 quant-ph
All-optical Quantum State Engineering for Rotation-symmetric Bosonic States
通过量子光学实现连续变量量子信息处理为构建下一代可扩展容错信息处理器提供了一个有前途的平台。为了实现量子计算优势和容错，非高斯资源是必不可少的。在这项工作中，我们提出并分析了一种方法来产生各种非高斯态，使用相干光子减法从双模压缩态，然后光子数分辨测量。所提出的方法提供了一种很有前途的方法来产生旋转对称态，通常用于量子纠错与二项式码和截断薛定谔猫码。我们认为有害的影响，如检测效率低下和损失的国家工程协议的实验缺陷。我们的方法可以很容易地实现与当前的量子光子技术。
2021-05-23 quant-ph
Expanding possibilities of quantum state engineering and amplifying optical Schrodinger kitten state
我们展示了一种光学方法，工程师的光学薛定谔猫态（SCS）的大尺寸β范围从β =2到β =3与高保真度接近0.99。我们的方法使用的α-表示的SCS在无限希尔伯特空间与基地的位移数的状态，其特征在于由位移振幅α。一个任意的α-表示的SCS可以在更宽的参数范围内操纵振幅，大大扩展了产生所需的非经典状态的可能性。我们考虑的光学方案是相当普遍的实施的条件状态接近SCS与使用线性光学元件和检测器投影幺正变换的输入状态到目标上。不同的状态（例如，数态或相干态或叠加态）被选择作为光学方案的输入。特别地，输入的小尺寸薛定谔小猫状态可以产生输出的大尺寸SCS。
2019-06-12 quant-ph
Controlling tripartite entanglement among optical cavities by reservoir engineering
我们研究了如何利用非马尔可夫浴来控制光腔之间的三重纠缠动力学。特别是，我们演示了如何通过利用具有不同类型的洛伦兹和欧姆谱密度的非马尔可夫浴的水库工程可以导致纠缠生存更长的时间，在某些情况下，相当大的恢复似乎失去了纠缠。这两种行为表明一个更好的可持续性的纠缠（在时间上）相比，通常的马尔可夫浴的情况下，假设一个平坦的频谱周围的系统谐振频率的浴。我们的方案显示了这些影响的上下文中的光学腔开始在一个最大的纠缠W和Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）三方状态。在Lorentzian的情况下，我们发现，远失谐的双Lorentzian浴与小耦合强度和欧姆型浴超欧姆环境具有较小的截止频率是保持腔之间的纠缠显着的时间量的最佳候选人。采用非马尔可夫量子跳跃方法研究了这种情况下的纠缠动力学，特别是研究了W态和GHZ态纠缠的崩溃和恢复。
2015-03-24 quant-ph
Quantum state engineering, purification, and number resolved photon detection with high finesse optical cavities
我们提出并分析了一个多功能的设置组成的高精细光学腔，分束器，和移相器。基本方案将任意的光子双模输入态投影到Fock态乘积所张成的子空间上|n>| n>其中n= 0，1，2，.该协议不仅为有条件地产生高纠缠光子数态作为量子信息协议的资源提供了可能，而且还允许在通信场景中对这类量子态进行测试和纯化，具有重要的实际意义.该方案是特别有吸引力的，因为许多模式的推广允许在网络中的纠缠分布和净化。在另一种工作模式下，该装置允许在光域中进行量子非爆破数分辨光电探测。
2010-03-23 quant-ph
Enhanced optomechanical entanglement and cooling via dissipation engineering
我们提出了一个光机耗散工程方案，通过引入一个具有大衰减率的辅助机械模式来控制光模的态密度。光模的有效线宽可以减小或加宽，体现了耗散工程。为了证明我们的方案在改善光机系统性能方面的能力，我们研究了光机纠缠和声子冷却。结果表明，热声子激发下的光-机纠缠可以通过耗散工程恢复。对于声子冷却，可以实现数量级的改善。我们的方案可以推广到其他系统的多玻色子模式，这是实验上可行的材料和纳米纤维的进步，包括光学法布里-珀罗腔，超导电路，和纳米束光子晶体。
2019-10-10 quant-ph
Quantum state engineering of light with continuous-wave optical parametric oscillators
工程化行进光场的量子态的能力是量子信息科学和技术（包括量子通信、计算和计量学）的中心要求。在这篇视频文章中，我们描述了非高斯态的可靠产生，包括单光子态和相干态叠加，使用条件制备方法对光学参量振荡器发出的非经典光进行操作。第一和第二类相位匹配OPO低于阈值工作，即单模或双模压缩真空源，被认为是和常见的程序，如所需的频率滤波或高效率的量子态表征的零差，被详细介绍。所报道的方法实现了与目标状态的高保真度，并在良好控制的时空模式下生成状态，这是它们在后续协议中使用的关键特征。
2014-07-01 quant-ph
Non-reciprocity and quantum correlations of light transport in hot atoms via reservoir engineering
互易性破缺是基础物理学和光学信息处理应用中的一个重要课题。我们证明了非互易光输运的热原子量子系统的工程耗散原子库。我们的方案是基于多通道光子-原子相互作用结构中的相敏光输运，其中集体原子激发的相位可通过外部驱动场来调节。值得注意的是，我们观察到通道间的量子相关性，源于与明智的工程水库的相互作用。量子光学原子系统中的非互易输运为基于原子的非互易光学提供了新的范例，并为利用耦合光信道进行量子模拟提供了机会。
2021-05-17 quant-ph
Engineering steady-state entanglement via dissipation and quantum Zeno dynamics in optical cavity
提出了一种在光腔中耗散制备两原子最大Bell纠缠态的新机制。该方案综合考虑了原子的自发发射、色散微波场作用下原子的光位移和连续耦合引起的量子Zeno动力学，得到了一个与初始状态无关的唯一稳态.即使对于大的腔衰减，高保真纠缠态是可以在短的收敛时间内实现的，因为腔模的占用被芝诺要求所抑制。因此，低的单原子合作率$C=g^2/(κγ)$足以在较宽的退相干参数范围内实现高保真的纠缠。作为一种简单的推广，我们还讨论了用同样的机制制备两原子Knill-Laflamme-Milburn态的可行性。
2018-03-06 quant-ph
Engineering multiphoton states for linear optics computation
通过线性光学元件实现的变换允许仅在受限于多模Fock空间的单光子子空间时生成整个酉群。在本文中，我们解决了更普遍的问题，编码量子信息的多光子态，并详细阐述了它通过辅助扩展，线性光学无源器件和光电探测。我们的方案源于线性光学无源器件物理学基础的数学结构。特别是，我们分析了一个经济的过程，用于映射到任意的2-光子2-模式状态的基准2-光子2-模式状态使用辅助资源和线性光学无源N-端口辅助后选择。我们发现，增加一个辅助模式就足以产生任何所需的目标状态。在后选择不完美的光电探测的影响被认为是成功概率和保真度之间的一个简单的权衡。
2006-05-31 quant-ph
Quantum scissors - finite-dimensional states engineering
本文讨论了有限维希尔伯特空间中的量子态。特别是，在介绍了其中的一些及其基本性质之后，工作集中在可以被称为\textit{quantum optical scissors}的量子光学模型组上。这样的“装置”可以在其输出上产生有限维的状态，并且同时使用在无限维空间中定义的量子态来进行这样的制备。这项工作集中在两组模型：第一个，包括线性元件和第二个-模型的光学，克尔类非线性元件的应用。
2013-11-30 quant-ph
Hybrid quantum device with a carbon nanotube and a flux qubit for dissipative quantum engineering
我们描述了一个由微米尺寸的碳纳米管（CNT）纵向耦合到通量量子比特组成的混合量子系统。我们证明了这种设备的有用性，通过耗散量子工程产生高保真度的CNT非经典状态。CNT的边带冷却到它的基态和产生压缩的基态，作为光学压缩真空的机械模拟，是这里研究的耗散量子工程的另外两个例子。此外，我们展示了如何生成一个长寿的宏观不同的叠加（即，薛定谔类猫）状态。在某些条件下，这种猫态可以被捕获在暗态中，这可以通过检测控制场的光学响应来验证。
2017-05-13 quant-ph
Fast transitionless expansions of cold atoms in optical Gaussian beam traps
研究了冷原子在三维高斯光束光阱中的快速膨胀。三种不同的方法，以避免最终的运动激励进行比较：逆向工程使用刘易斯-Riesenfeld不变量，它提供了最佳的整体性能，一个bang-bang的方法，和一个快速绝热的方法。我们分析了非谐项、径向-纵向耦合和径向-频率失配的激发效应。在逆向工程方法中，可以通过增加激光束腰来抑制或减轻这些扰动。
2011-10-31 quant-ph
Engineering QND measurements for continuous variable quantum information processing
提出了一种新的实现量子非破坏（QND）测量的方案。该装置需要线性光学元件和挤压器，并允许最佳的QND测量的正交，最大限度地减少信息增益与状态扰动的权衡。
2002-10-03 quant-ph
Quantum state engineering of light using intensity measurements and post-selection
ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（光子科学研究所，巴塞罗那科技研究院）；Foundation for Research and Technology-Hellas, Institute of Electronic Structure & Laser（希腊研究与技术基金会，电子结构与激光研究所）；Attosecond Quantum Physics Laboratory, King’s College London（伦敦国王学院阿秒量子物理实验室）；Department of Physics, Guangdong Technion - Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院物理系）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Materials and Technologies for Energy Conversion, Guangdong Technion - Israel Institute of Technology（广东能源转换材料与技术重点实验室，广东以色列理工学院）；ELI-ALPS, ELI-Hu Non-Profit Ltd.（ELI-ALPS，ELI-Hu非营利有限公司）；ICREA（加泰罗尼亚研究高级研究院）；Atominstitut, Technische Universität（原子学研究所，维也纳工业大学）
本文通过强度测量和后选择方法生成非经典光子态，探讨了该方法在强激光-原子相互作用中生成光学'猫'态的应用，并分析了高谐波生成中后选择方案对光子态工程的指导作用。
2024-09-03 quant-ph
Multimode Gaussian steady state engineering in optomechanical systems with a squeezed reservoir
University of Camerino（卡梅里诺大学）；INFN, Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁伽分部）；CNR-INO（意大利国家研究委员会光学研究所）
本文研究了在多模式光学机械系统中利用单个 squeezed 库实现机械量子态耗散稳定化的理论协议，通过分析该协议在生成矩形图定义的机械簇态中的性能。
2026-05-06 quant-ph
Engineering the Optical Spring via Intra-Cavity Optical-Parametric Amplification
这种“光学弹簧”是动力学反作用的结果，可以用来提高腔增强引力波探测器的灵敏度。如果腔长度的振荡导致具有光的辐射压力放大腔长度的振荡的相位关系的腔内光功率的振荡，则发生该效应。在这里，我们分析了一个迈克耳孙干涉仪，其光学弹簧腔包括一个额外的光学参量放大器与可调相位。我们发现，相位的参量泵浦场是一个通用的参数，用于成形干涉仪的光谱密度。
2017-11-09 gr-qc quant-ph
Engineering AlGaAs-on-insulator towards quantum optical applications
砷化铝镓对于集成参量光学相互作用具有非常理想的特性：大的材料非线性，通过外延生长和光刻建立的纳米结构，以及宽带低损耗操作的大带隙。然而，只有当半导体被嵌入电介质包层中以产生高度限制的波导时，其记录强度非线性相互作用的全部潜力才被释放。从这样的模拟中，我们提出了二阶和三阶对生成，可以改善最先进的量子光源，并使新的制度的强参数光子-光子非线性访问。
2020-10-13 physics.optics quant-ph
Engineering large-scale entanglement in the quantum optical frequency comb: influence of the quasiphasematching bandwidth and of dispersion
利用光学参量振荡器（OPO）产生的量子光学频率梳对量子信息进行编码是实现连续变量量子计算的最具可扩展性的方法之一。可扩展性受到OPO的准相位匹配带宽和色散的限制。我们在这篇文章中研究这两个因素。结果表明，在我们最近的60个量子模纠缠的实验中，可能有3200个量子模纠缠。
2015-01-14 physics.optics quant-ph
Quantum phase transition and engineering in two-component BEC in optical lattices
本文综述了光晶格中单组分和双组分玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）量子相变的研究进展。这些相变涉及整个光晶格上的量子相干性和宏观量子态的线性叠加的出现和消失。后者可能为设计和操纵新的宏观量子态和新的相干原子束提供新的手段，用于量子信息处理、量子计算等。
2003-05-30 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum engineering of atomic phase-shifts in optical clocks
提出了三能级系统中时间分离拉曼激光脉冲的量子工程，以在玻色子碱土时钟中产生无光位移的超窄光跃迁，并显着降低对激光参数波动的敏感性。基于量子人工复波函数分析模型，在考虑中间态自发发射残余效应的全密度矩阵模拟的支持下，导出了光学钟中与Ramsey和Hyper-Ramsey双光子谱相关的原子相移.各种共模拉曼频率失谐被发现的频率偏移从非谐振状态被取消，同时大大降低其不确定性在10 $^{-18}$的精度水平。
2014-11-14 physics.atom-ph quant-ph
Floquet engineering with quasienergy bands of periodically driven optical lattices
提供了一本关于周期性含时量子系统的Floquet理论的入门书，并展示了如何应用这个框架来计算驱动光学余弦晶格中超冷原子的准能带结构。这样的系统在这里被视为空间和时间的周期性结构，生活在一个扩展的希尔伯特空间，产生时空布洛赫波的色散关系，可以随意操纵，利用交流斯塔克位移和多光子共振。以教程的方式介绍了数值计算所需的元素，并详细讨论了一些示例计算，从而说明了Floquet工程的未来前景。
2015-10-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering entangled photons for transmission in ring-core optical fibers
通过在结构光纤中进行空分复用，可以增加光通信信道的容量。径向芯光纤允许扭曲光的传播-轨道角动量的本征模，这在高维量子信息中引起了相当大的关注。在这里，我们研究的纠缠光子，是量身定制的耦合到环形芯光纤的产生。我们发现，通过泵浦具有轨道角动量$\ell$的完美涡旋模式的非线性晶体，而不是高斯模式，可以增加由参数下转换产生的光子对的耦合接近三倍。此外，双光子轨道角动量谱具有几乎恒定的形状。这为量子态工程提供了一个有趣的场景，因为利用完美涡旋模式的叠加来泵浦晶体可以与环芯光纤的模式过滤特性结合使用，以产生简单且有趣的量子态。
2021-09-07 physics.optics quant-ph
Fast phase-modulated optical lattice for wave packet engineering
实验研究了一维光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体，该凝聚体的相位调制频率大于所有特征频率。其结果是，深度的周期性的潜力是重整化的贝塞尔函数，它只依赖于调制的幅度，预测，我们已经检查了定量使用仔细的校准计划。这种重正化提供了一个有趣的工具，工程师在时间光晶格。例如，我们用它来执行同时突然$π$相移（无相位残余误差）结合晶格深度的变化，并研究随后的平衡动力学。
2018-04-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering Optical and Mirror Bi-stability Mechanically
本文研究混合光机械系统在强驱动与弱探测场下的光学及镜面位移双稳性，揭示耦合、调制场振幅与相位等参数的控制作用，并提出可调谐电光机械开关应用。
2023-07-07 physics.optics quant-ph
An Intracavity Rydberg Superatom for Optical Quantum Engineering: Coherent Control, Single-Shot Detection and Optical $π$ Phase Shift
我们展示了一种新的多功能的光量子技术的基础上，作为一个单一的两级超原子的内腔里德伯封锁原子系综。我们相干地控制其状态，并以$95\%$效率在Single Shot中对其进行光学检测。最重要的是，我们证明了一个超原子态依赖的$π$相位旋转的光反射从腔。与状态操纵和检测一起，它是实现确定性光子纠缠门和产生高度非经典光态的关键因素。
2021-11-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Floquet engineering Hz-Level Rabi Spectra in Shallow Optical Lattice Clock
具有超高精度的量子精密测量通常要求在具有良好定义的量子态的超稳定环境中制备原子。因此，在光晶格时钟系统中，深晶格势用于捕获超冷原子。然而，如果在浅光晶格中实现原子钟，则由拉曼散射和高阶光位移引起的退相干可以显著减小。另一方面，在这样的晶格中，不同位置之间的隧穿可以导致额外的退相和拉比谱的强烈加宽。在这里，在我们的实验中，我们周期性地驱动浅$^{87}$ Sr光晶格时钟。与直觉相反，摇动系统可以使宽的谱线变形为具有5.4Hz线宽的尖锐峰。通过理论和实验的比较，我们证明了拉比频率和布洛赫带可以同时独立地调谐。我们的工作不仅为量子精密测量提供了新的思路，如在外层空间建立浅光晶格钟，而且为通过工程化奇异自旋轨道耦合实现物质新相的量子模拟铺平了道路。
2022-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering cubic quantum nondemolition Hamiltonian with mesoscopic optical parametric interactions
Stanford University（斯坦福大学）；NTT Research, Inc.（NTT研究所）；Cornell University（康奈尔大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究提出一种利用介观光学参量相互作用实现三次量子非破坏哈密顿量的方案，可高效制备非高斯量子态，并具有高探测效率容忍度，有望在近期实验中实现。
2023-05-05 physics.optics quant-ph
Engineering atomic polarization with microwave-assisted optical pumping
偏振原子系综在精密测量中起着至关重要的作用。我们展示了一种新的方法，在连续波制度的碱蒸汽中产生原子极化。该方法依赖于激光束的光泵浦和由于腔增强磁场引起的微波跃迁的组合。通过这种方法，原子内部角动量可以沿着静态磁场以相对于激光束的任意角度取向。此外，原子的极化依赖于微波参数，这可以用于微波-光转换和微波控制的非线性磁光旋转。
2021-10-20 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Engineering nonlinear activation functions for all-optical neural networks via quantum interference
通过量子干涉工程，提出低功耗非线性激活方案，实现全光神经网络的高效多输入多输出处理与梯度信号生成。
2025-07-16 physics.optics quant-ph
Engineering entanglement Hamiltonians with strongly interacting cold atoms in optical traps
提出了一种在一维临界自旋系统中实现纠缠哈密顿量的方案。我们的方法是基于这样的概念，即纠缠谱的系统可以实现与物理哈密顿包含一组位置相关的耦合。我们专注于再现的纠缠谱的系统在两种不同的几何形状的通用比率：谐波陷阱，这对应于一个分区嵌入在一个无限的系统，和一个线性的潜力，它再现了半分区的属性与开放的边界条件。我们的研究结果表明，在一个现实的冷原子实验环境中，通过简单地使用重力和标准的捕获技术测量海森堡和XX模型的纠缠谱的可能性。
2020-07-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optical engineering and detection of magnetism in moiré semiconductors
该研究提出莫尔系统中自旋态光学诱导、控制与探测的通用框架，通过拉曼光驱动莫尔过渡金属二硫化物双层实现可调磁相互作用的自旋模型，建立自旋关联与光学信号的联系，为强关联量子系统的光学调控研究铺路。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum State Engineering and Precision Metrology using State-Insensitive Light Traps
精密计量学和量子测量通常要求在内部和外部自由度的良好定义的量子态中制备物质。激光冷却的中性原子局域在一个深限制的光学势满足这一要求。通过适当选择光阱的波长和偏振，原子的两个电子态可以经历相同的捕获势，允许独立于原子质心运动的电子跃迁的相干控制。我们回顾了一些最近的实验，使用这种方法来研究精确的量子精密测量的光学原子钟和相干控制的单原子和光子的光相互作用的上下文中的腔量子电动力学。我们还提供了一个简短的调查，未来的工作充满希望的前景。
2008-06-23 physics.atom-ph quant-ph
Dissipative preparation of a Floquet topological insulator in an optical lattice via bath engineering
针对光学晶格中Floquet拓扑费米子态制备受加热和绝热不完善限制的问题，提出耦合第二种原子玻色凝聚体为热库的耗散方案，通过Floquet-Born-Markov理论证明可得到近似拓扑绝缘体稳态，还发现反常Floquet拓扑绝缘体的稳定迹象。
2024-06-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-Dimensional Photonic Crystals for Engineering Atom-Light Interactions
提出了一种与冷铯原子相互作用的二维光子晶体系统。二维光子晶体的能带结构将产生非常规的原子-光相互作用行为，包括各向异性发射、自发衰减抑制和受原子阵列相对于光子晶体的位置控制的光子介导的原子-原子相互作用。提出了一种光传送器技术，用于连续地将原子装载到所需的捕获位置，并与光子晶体进行最佳耦合。该设备配置还使得能够应用光学镊子来控制原子的放置。器件可以使用基于光刻的工艺从200 nm氮化硅器件层可靠地制造，在透射和反射测量中产生预测的光学特性。这些二维光子晶体器件可以很容易地部署到中性原子的多体物理实验和奇异量子物质的工程。
2018-12-21 physics.atom-ph quant-ph
Engineering temporal-mode-selective frequency conversion in off-the-shelf nonlinear optical waveguides: From theory to experiment
非线性光学介质中的量子频率转换（QFC）是光的时间模式选择操纵的有力工具。最近的尝试，在实现高模式选择性和/或结晶度不得不诉诸多维优化方案，以确定系统的自然施密特模式。已知相关频带、介质长度和时间脉冲宽度之间的相对群速度的某些组合对于几乎与泵浦脉冲形状相同的时间模式实现良好的选择性（超过80%），即使对于高转换效率也是如此。工作在这个参数制度，使用现成的，二次谐波产生，MgO：PPLN波导，并与脉冲的顺序为500 fs，波长约800 nm，我们验证实验模型预测施密特模式提供高的时间模式选择性预期。这铺平了道路，以实施拟议的两阶段QFC计划，预计将达到接近完美（100%）的选择性。
2017-03-28 physics.optics quant-ph
Hamiltonian Engineering of collective XYZ spin models in an optical cavity
本文通过在光学腔中工程化 700 个铷原子的四光子相互作用，实现任意二次全对全耦合与可调无限程 XYZ 模型，并首次在平均场层面实现双轴反扭模型。
2024-07-02 physics.atom-ph quant-ph
Floquet engineering of optical solenoids and quantized charge pumping along tailored paths in two-dimensional Chern insulators
薄螺线管产生的局域磁通量的引入在量子霍尔物理的量子实验中起着重要的作用。通过将Floquet人工磁场工程与量子气体显微镜的单点寻址能力相结合，我们提出了一种在光晶格中实现这种局域螺线管型磁场的方案。我们表明，它可以用来操纵和探测拓扑陈氏绝缘体的元激发。这包括量子化的绝热电荷泵沿定制的路径内的散装，以及控制人口的边缘模式。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum engineering of a synthetic thermal bath for bosonic atoms in a one-dimensional optical lattice via Markovian feedback control
提出并研究了一种基于马尔可夫反馈控制的一维光晶格中玻色量子气体的合成热浴方案。我们的计划的性能量化的系统的稳态和有效的热状态之间的保真度。对于无相互作用的双阱和三阱系统，其稳态是一个精确的热态，这是由于所有耦合本征态对之间的转移率满足细致平衡条件。当有更多的晶格位置时，情况发生变化，其中细致平衡条件不再成立，但仍然是一个精确的近似。值得注意的是，我们的计划表现得非常好，在低温和高温制度，保真度接近1。在中间温度区（其中发生到玻色凝聚区的交叉）的性能稍差，保真度随着系统尺寸的增加而缓慢下降。我们还讨论了相互作用的情况。与非相互作用的情况相比，该方案被发现在较高的温度下执行得更好。另一个区别是，可以设计的最低温度是非零的，并且随着相互作用强度的增加而增加。
2022-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering Photonic Floquet Hamiltonians through Fabry Pérot Resonators
在这封信中，我们分析了一个光学法布里-珀罗谐振腔作为一个时间周期驱动的（2D）光场反复穿越谐振腔，揭示了谐振腔扭曲产生一个合成的磁场施加到谐振腔内的光，而镜像差产生相对论动力学，非谐捕获和时空曲率。我们开发了一个Floquet形式主义计算的有效哈密顿的2D字段，概括的想法，腔内光场对应于一个非相互作用的，大质量的，谐波捕获粒子的合奏。这项工作阐明了光学谐振器在探索规范场和奇异时空中量子流体物理学方面的非凡潜力。
2015-11-02 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Generalized nonreciprocity in an optomechanical circuit via synthetic magnetism and reservoir engineering
合成磁性已被用于控制电荷中性激发的应用范围从经典的光束转向量子模拟。在光力学中，辐射压力诱导的光学（光子）和机械（声子）激发之间的参数耦合可以用来打破时间反演对称性，为合成磁性提供先决条件。在这里，我们设计和制作了一个硅光机械电路与两个光机械腔之间的光学和机械连接。用相位相关的激光驱动两个腔导致合成的磁通量，其与机械浴的耗散耦合相结合，导致具有35 dB隔离的光子的非互易传输。此外，使用蓝色失谐光的光泵浦表现为光子和声子之间的粒子非守恒相互作用，导致在隔离器直通方向上的12dB的定向光放大。这些结果表明，利用光机械电路，以创建一个更一般的类的非互易光学器件的可行性，并进一步，使新的拓扑相位的光和声音的微芯片上。
2016-08-11 physics.optics quant-ph
Engineering quantum optical responses of microtubules through tryptophan-network simulations and ultraviolet spectroscopy
University of Waterloo（滑铁卢大学）
研究通过结合激子辐射耦合模型和分子动力学衍生的微管类组装，探讨通过色氨酸网络调控微管光学响应的可能性，实验支持了聚合和添加色氨酸对量子产率的影响。
2026-04-09 physics.bio-ph quant-ph
State engineering of Bose-Einstein condensate in the optical lattice by a periodic sublattice of dissipative sites
我们引入了耗散周期晶格的概念，作为一个光晶格与周期性分布的耗散网站，并认为它允许工程师的非常规玻色爱因斯坦超流体的复值序参量。我们考虑两个例子，一维耗散光晶格，其中每个第三站点是耗散的，和耗散蜂窝光晶格，其中每个耗散晶格站点相邻的三个非耗散站点。采用紧束缚近似，这使得人们可以获得分析结果。在一维情况下，凝聚体被驱动到具有非零准动量的相干布洛赫态，这打破了耗散晶格的平移周期性。在二维情况下，凝聚体被驱动到一个零准动量布洛赫样态，这是一个相干叠加的四个网站的离散涡交替涡与涡中心位于耗散网站。
2012-03-27 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering analog quantum chemistry Hamiltonians using cold atoms in optical lattices
使用量子系统来有效地解决量子化学问题是近期量子技术长期寻求的应用之一。在最近的一项工作中，超冷费米子原子已经提出了这些目的，向我们展示了如何模拟在一个晶格基组中投影的量子化学哈密顿量。在这里，我们继续探索这条道路，并以几种方式超越这些最初的结果。首先，我们对模拟仿真器的工作条件进行了数值基准测试，并找到了要求较低的实验设置，在这些设置中仍然可以观察到三维的化学行为。我们还提供了一个更深入的理解，由于离散化和有限尺寸效应出现的模拟误差，并提供了一种方法来减轻它们。最后，我们基准的模拟器表征的行为的双电子原子（他）和分子（HeH $^+$）超出了在原来的工作中考虑的例子。
2021-04-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering infinite-range SU($n$) interactions with spin-orbit-coupled fermions in an optical lattice
本文研究了具有SU（$n$）对称相互作用的哈伯德模型描述的光晶格中的多级费米子。我们表明，在一个适当的参数制度，这个系统可以映射到一个自旋模型与所有的SU（$n$）对称耦合。解决内部自旋状态的拉曼脉冲修改原子色散关系并诱导自旋-轨道耦合，其可以充当与SU（$n$）交换相互作用竞争的合成非均匀磁场。我们调查的平均场动力学相图所产生的模型作为一个功能的$n$和不同的初始配置，可与拉曼脉冲。与以前对$n=2$的研究一致，我们发现对于某些初始状态，自旋模型表现出两个不同的动力学相，它们服从与$n$的简单标度关系。此外，对于$n>2$，我们发现动力学行为对初始自旋内相干态高度敏感。我们的预测很容易在目前的超冷碱土（类）原子实验中得到检验。
2021-09-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
The optimal frequency window for Floquet engineering in optical lattices
Floquet工程的概念是使量子系统以这样一种方式受到时间周期驱动，使其获得有趣的新特性。它已被采用，例如，在光晶格中的人工磁通量的实现，通常，它是基于两个近似。首先，驱动频率被假定为足够低以抑制共振激发到高于将低能子空间与激发态分离的某个能隙的高位态。其次，驱动频率仍然被假定为与低能量子空间的能量尺度相比是大的，使得在该空间内的共振激励也是可以忽略的。然而，最终，与两种近似值的偏差将导致时间尺度$τ$上的不希望的加热。以一维相互排斥玻色子光晶格为例，研究了使$τ$最大化的最佳频率（窗口）。作为一个主要的结果，我们发现，当增加的晶格深度，$τ$增加速度比实验相关的时间尺度给出的隧穿时间$\hbar/J$，使Floquet加热变得抑制。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering spin-spin interactions with optical tweezers in trapped ions
我们提出了一种新的方法，用于产生可编程的相互作用在一维和二维囚禁离子量子模拟器。在这里，我们考虑使用光镊工程师的声波被困离子晶体的频谱。我们表明，这种方法使我们能够调整离子量子位的相互作用和连接性，超越当前设置中可访问的幂律相互作用。我们证明了我们的建议，使用现实的镊子设置和实验相关的陷阱参数，以产生最佳的镊子模式，以创建目标自旋自旋相互作用模式在一维和二维晶体的实验可行性。我们的方法将推进量子模拟在捕获离子平台，因为它允许他们实现更广泛的家庭的量子自旋哈密顿。
2021-03-23 cond-mat.str-el physics.atom-ph quant-ph
Floquet engineering of optical lattices with spatial features and periodicity below the diffraction limit
Floquet工程或量子系统的相干时间周期驱动已经成功地用于合成具有新特性的哈密顿量。在超冷原子系统中，这导致了人工规范场、拓扑能带结构和动力学局域化观测的实验实现，仅举几例。在这里，我们提出了一个基于Floquet的框架，频闪工程师哈密顿与空间特征和周期性低于光的衍射极限，用于创建它们的时间平均超过各种配置的一维光学Kronig-Penney（KP）晶格。KP势是由半个光波长（$λ/2$）隔开的窄亚波长势垒的晶格，并且由原子暗态的非线性光学响应产生。频闪控制的强度和位置，这种晶格需要依赖于时间的绝热操纵的暗态自旋组成。我们调查绝热性的要求和形状我们的时间依赖性光场尊重的要求。我们应用这个框架表明，一个$λ/4$间隔晶格可以合成使用现实的实验参数作为一个例子，讨论机制，限制在这些晶格的寿命，探索候选系统及其局限性，并处理绝热加载到这些晶格的地带。
2019-06-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Engineering quantum control with twisted-light fields induced optical transitions
本文提出利用扭曲光驱动中性原子超窄跃迁，通过空间定制电磁场重写选择规则，实现高激发率的双重禁戒钟跃迁并降低系统不确定性，为量子相干控制和精密测量提供新方法。
2023-09-19 physics.atom-ph quant-ph
