Beating the spatial standard quantum limits via adiabatic soliton expansion
在统一的框架下研究了空间量子增强效应。结果表明，量子增强光刻分辨率的光子的多光子吸收率降低，而不是增强，与流行的信念。利用绝热孤子膨胀的光束位移精度的标准量子限制，以及工程师的任意多光子干涉图案的量子光刻。所提出的方案提供了一种概念上简单的方法，适用于任意数量的光子。
2006-05-09 quant-ph
On the evolution of superposition of squeezed displaced number states with the multiphoton Jaynes-Cummings model
本文讨论了多光子Jaynes-Cummings模型（JCM）压缩位移数态叠加态的量子特性。特别是，我们研究了原子反转、光子数分布、纯度、正交压缩、Mandel $Q$参数和维格纳函数。结果表明，三光子吸收情形的正交压缩可以表现出与单光子吸收情形的原子反转相同的回复和坍缩。我们还证明了对于奇数吸收参量，原子反转的演化与相空间原点处Wigner函数的演化之间存在联系。此外，我们还证明了在原点处Wigner函数值为负的非经典态在通过具有偶吸收参数的JCM演化时总是非经典的.此外，我们证明，各种类型的猫状态可以通过这个系统产生。
2009-08-19 quant-ph
Dressed-atom multiphoton analysis of anomalous electromagnetically induced absorption
讨论了一种解释受驱动简并原子系统探测光谱的方法。缀饰原子多光子光谱（DAMS）是利用强耦合场对原子系统进行缀饰，然后对探测场相互作用进行微扰处理。作为例子，我们应用DAMS提供了一个明确的解释异常电磁诱导吸收（EIA），这不能解释的自发转移的相干性。我们发现，异常EIA产生竞争的双光子跃迁之间的量子干涉，并解释了不同的依赖于不同的角动量设置观察到的耦合场强度。
2010-07-15 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Imaging beyond the Diffraction Limit by Optical Centroid Measurements
我提出了一种量子成像方法，可以击败瑞利-阿贝衍射极限，实现德布罗意分辨率，而不需要多光子吸收器作为探测器。使用与量子光刻相同的非经典光状态，所提出的方法仅需要强度测量，然后进行图像后处理，以产生与量子光刻相同的复杂图像图案。该方法预计将在实验上实现使用当前的技术。
2009-06-22 quant-ph
Multiphoton absorption and Rabi oscillations in armchair graphene nanoribbons
我们提出了一种分析方法的问题的多光子吸收和拉比振荡的扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）在存在的时间振荡的强电场诱导的光波平行于带轴。本文采用二维无质量电子受带约束的狄拉克方程。在共振近似下，得到了电子-空穴对的产生率、电子在价电子和传导尺寸量子化子带之间的跃迁、相应的多光子吸收系数和Rabi振荡频率的显式表达式.我们跟踪的依赖关系，上述数量上的带的宽度和电场强度的多光子辅助和隧道制度有关的时间振荡和实际恒定的电场，分别。电场的振荡特性对子带间跃迁有显著的增强作用。我们的分析结果是在定性的协议与石墨烯层的数值方法。通常采用的AGNR和激光参数的预期实验值的估计表明，拉比振荡和多光子吸收是在实验室中访问。与子带间隧穿相关的数据使得AGNR成为一个一维凝聚态模拟物，其中量子电动真空衰变可以通过施加外部实验室电场来检测。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum lithography by coherent control of classical light pulses
光学光刻和显微镜中的最小光斑通常受到衍射的限制。量子光刻术利用N个纠缠光子组之间的干涉，最近被提出以N倍的倍数击败衍射极限。在这里，我们提出了一个简单的方法来获得N光子与经典脉冲，激发一个狭窄的多光子跃迁的干涉，从而将“量子重量”从电磁场转移到光刻材料。我们展示了如何开发一个实用的完整的光刻方案，并通过实验证明了原子铷中的双光子干涉的基本原理，以获得超过衍射极限的焦斑。
2004-11-22 physics.atom-ph physics.class-ph physics.optics
Dynamical $N$-photon bundle emission
本研究提出$N$个强关联光子动力学发射的概念，通过两路高斯脉冲驱动的电路量子电动力学系统、受激拉曼绝热过程及光子衰减实现高纯度$N$光子束发射，可按需触发，为多光子源器件开辟新路径。
2023-05-08 quant-ph
Scalable generation of multiphoton path entanglement with high NOON-state fidelity
“薛定谔的猫”是一个有趣的实验，旨在强调解释量子力学的概念困难。“类猫”态的产生是众多量子信息协议的核心。特别是，许多注意力已经吸引了由N个光子的所有被在两个指定的模式之一的叠加态。这些最大路径纠缠态，称为“NOON”态，表现出增强的相位灵敏度，并允许达到精确测量的基本量子极限。这种状态也可以用于在量子光刻中获得“超分辨率”。在实验室中创建NOON状态被限制为N=3。超越这一点已被证明是一个艰巨的实验挑战。在这里，我们实现了一个方案，用于产生具有任意大的N的高保真NOON态。我们通过在单个设置中测量N=5来展示该方案的多功能性，这与之前针对特定N定制设计的实验相反。该方案是基于“量子”下转换光和“经典”相干光在光子数基础上的高阶干涉。我们的结果验证了高度的路径纠缠，自然出现的两个无处不在的，容易产生的，光的状态的干扰。
2009-12-27 quant-ph
On the efficiency of quantum lithography
量子光刻技术原则上保证了无限的特征分辨率，与波长无关。然而，在文献中，至少存在两种不同的量子光刻理论描述。它们的不同之处在于它们预测光子从产生到吸收保持空间相关性的程度，虽然两者都预测相同的特征尺寸，但它们在预测量子光刻图案曝光效率方面存在很大差异。直到最近，基本上所有的实验报告都是以这样一种方式进行的，以至于很难区分这两种理论解释。然而，去年进行的一项实验给出了两种理论的不同结果。我们对实验进行了评论，并表明，不幸的是，拟合数据的模型表明，量子光刻的分辨率和效率之间的权衡是非常不利的。
2011-01-17 quant-ph
Observable Scaling Hierarchies in Multiphoton Dissipative Quantum Sensing
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）；University of Hamburg（汉堡大学）
该研究探究压缩驱动场的量子关联对耗散多光子量子传感标度定律的影响，发现独立与联合压缩场对应不同标度，正规序可观测量的有效非线性阶次会减少1，为基于结构化压缩光的量子传感协议提供设计原则。
2026-08-20 quant-ph
A non-degenerate optical parametric oscillator as a high-flux source for quantum lithography
我们研究了使用非简并参量振荡器（NDPO）作为量子光刻的光源，对于该光源，光可以具有高通量和强非经典特性。这是建立在Boto等人的建议之上的。N. Boto等人，PRL（85），2733（2000）]，用于使用光的特殊双模纠缠态在具有亚瑞利分辨率的多光子吸收材料上蚀刻简单图案。NDPO具有两个由偏振或传播方向区分的出射模式，但共享相同的光频率。我们推导出的多光子吸收率的解析表达式时，NDPO操作低于，接近，和高于其阈值。所得到的干涉图案的特征在于有效波长为照明模式的一半。我们比较了我们的结果与高增益光放大器源的情况下，并讨论了NDPO的相对优点。
2009-03-25 quant-ph
Suppression of multiphoton resonances in driven quantum systems via pulse shape optimization
这封信演示了通过驱动脉冲的光谱整形来控制驱动两级系统中的多光子吸收过程，这些系统包括例如超导量子比特或激光照射的石墨烯。从Floquet理论计算的基础上，我们使用差分进化，一种通用的优化算法，找到的傅立叶系数的驱动函数，抑制一个给定的多光子共振在强场制度。我们表明，抑制的跃迁几率是由于相干叠加的高阶傅里叶谐波关闭的动态间隙之间的Floquet状态的两个能级系统。
2017-08-03 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.comp-ph
Approximate Quantum Algorithms as a Multiphoton Raman Excitation of a Quasicontinuum Edge
许多量子算法可以被看作是从复杂量子系统的一个明确定义的初始量子态到一个未知的目标量子态的过渡，对应于哈密顿量或过渡算子的某个本征值。通常，这样的目标状态对应于状态带的最小能量。在这种情况下，近似量子计算意味着跃迁不是到单个最小能量状态，而是到一组接近最小能量的状态。我们考虑动力学和这样一个过程的两种可能实现的结果--从单个初始填充的孤立能级到能级带边缘的量子态的布居跃迁。第一种情况处理与时间无关的哈密顿量，而另一个与移动孤立的水平。我们表明，在频带上的人口能量分布的能量宽度主要是由时间-能量不确定原理，虽然分布的具体形状取决于特定的设置。我们考虑的作用，孤立的水平和带水平之间的耦合矩阵元素的统计。我们选择了里德伯原子系综的多光子拉曼吸收作为我们分析的模型，尽管所获得的结果同样可以应用于其他量子计算平台。
2022-07-18 quant-ph
Emergence of multiphoton quantum coherence by light propagation
研究发现热多光子波包在自由空间线性传播时发生散射，可改变激发模式与量子涨落，形成不同相干光场并产生亚散粒噪声特性，且由非经典 van Cittert-Zernike 定理验证。
2024-04-06 physics.optics quant-ph
Delay time and Non-Adiabatic Calibration of the Attoclock. Multiphoton process versus tunneling in strong field interaction
在阿秒实验中对隧穿时间的测量，被称为阿钟，引发了关于隧穿时间的激烈争论，时间在量子力学中的作用，其中与激光脉冲的相互作用涉及两种不同性质的机制，多光子和隧穿（场）电离。在绝热场定标中，我们中的一个（O。K.）在早期的工作中开发了一个真实的隧穿时间模型，并表明该模型很好地拟合Landsmann等人的实验数据（Optica { \bf 1}，343 2014）。在目前的工作中，它表明，该模型解释了非绝热场校准的实验结果，其中一个达到了良好的协议与Hofmann等人的实验数据。（J.的Mod. Opt. { \bf 66}，1052，2019）。此外，我们用含时薛定谔方程的数值积分证实了这一结果。该模型是有吸引力的，因为它提供了一个清晰的多光子和隧道场电离制度的图片。在非绝热情况下（非绝热场校准），电离主要由多光子吸收驱动。令人惊讶的是，在场强$F \le F_a$（$F_a$是原子场强）下，模型总是预测相对于$F=F_a$处的量子极限$τ_a$的时间延迟。对于绝热隧穿，极限饱和（$F=F_a$）解释了著名的哈特曼效应或哈特曼悖论。
2023-03-03 physics.atom-ph quant-ph
Rapid creation of distant entanglement by multiphoton resonant fluorescence
研究了一种简单、有效、鲁棒的方法，利用多光子高斯态实现了两个独立的静止量子点自旋量子比特的高保真纠缠。来自两个点的荧光信号在分束器处干涉。与Hong-Ou-Mandel效应类似，光子的玻色子性质导致光子空穴的选择性配对（荧光信号中的光子缺失）。结果，在出射光束处的两个奇光子数检测预示着三重子纠缠的产生，并且随后三重子到自旋基态的还原导致自旋-自旋纠缠。高斯状态的鲁棒性通过在输入处适度增加光子数量来补偿光子吸收和噪声的能力来证明。我们计算了纠缠产生率在理想，非理想和近理想的检测器制度，并发现在所有三个制度的单光子计划的实质性改善。快速有效的自旋-自旋纠缠产生可以形成可扩展量子点量子计算网络的基础。我们的预测可以用目前的实验能力来检验。
2013-12-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimizing the Multi-Photon Absorption Properties of N00N States
本文研究了路径纠缠数态的一个子类“N 00 N”态的N光子吸收特性。我们考虑两种情况。第一个问题涉及理想N 00 N态的N光子吸收特性，它不包括光谱信息。我们研究了该态的N光子吸收几率随N的变化规律。我们将其与其他各种状态的吸收概率进行比较。第二种情况是由II型自发下转换事件产生的N = 2 N 00 N态的双光子吸收。在这种情况下，我们发现，吸收概率是优于类似的相干光（由于频率纠缠）和高度依赖于光学设置。我们发现，光的量子态的低产生率可以通过调整光谱参数来改善其双光子吸收率而得到部分缓解。这项工作有应用的量子成像，特别是量子光刻，在光刻抗蚀剂中的N-光子吸收过程中必须优化的实际应用。
2009-08-10 quant-ph
Coherent absorption of N00N states
最近的结果表明，在深亚波长厚度的薄膜相干控制和逻辑门操作与经典和单光子光源。然而，量子处理和器件通常涉及多于一个光子和非平凡输入量子态。在这里，我们实验研究了双光子N00N态相干吸收的多层石墨烯薄膜。根据N00N态输入相位，可以在石墨烯膜中的输入态的单光子吸收或双光子吸收之间选择性地进行选择。这些结果表明，在量子制度的相干吸收显示出独特的功能，在多光子光谱学和成像的应用开放。
2016-03-14 physics.optics quant-ph
Indirect multiphoton scattering between light and bulk plasmons via ultrafast free electrons
提出以超快透射电镜中的自由电子为量子中介，通过多光子吸收/发射与体等离激元散射路径的干涉，实现并表征光与体等离激元的间接相干耦合。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Quantum Multiphoton Rabi Oscillations in Waveguide QED
本文用实空间形式体系解析多光子 Fock 态与二能级发射体的波导 QED 散射，证明量子动力学可重现半经典 Rabi 振荡并扩展至多模飞行光子场景。
2023-10-24 physics.optics quant-ph
Quantum Simulations for Extreme Ultraviolet Photolithography
Xanadu；Department of Chemistry, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校化学系）；Science & Innovation Center, Mitsubishi Chemical Corporation（三菱化学株式会社科学与创新中心）
本文提出量子模拟算法用于计算极紫外光刻中的光电吸收和发射，通过高保真模拟解决电子模糊瓶颈问题。
2026-08-24 quant-ph
The enhancement of pair production in oscillated overlapped fields
本文利用计算量子场论研究振荡叠加势阱的宽度、频率对正负电子对产生的影响，发现多光子吸收过程随势阱宽度变化显著，且小频率的作用不可忽视，给出了叠加场的最优频率。
2024-02-01 hep-ph quant-ph
Single Photon Scattering Can Account for the Discrepancies Between Entangled Two-Photon Measurement Techniques
纠缠光子对被预测线性化和增加双光子吸收的效率，允许连续波激光二极管驱动超快时间分辨光谱和非线性过程。尽管有一系列的理论研究和实验测量，不一致的纠缠增强相互作用截面的值持续存在。构造了一个光谱仪，它可以在时间和光谱上表征任何潜在的双光子激发事件之前、期间和之后的纠缠光子态。对于分子罗丹明6G，它有一个虚拟的状态路径，任何纠缠的双光子相互作用被发现是等于或低于经典的，单光子散射事件。这一结果可以解释不同测量技术所报道的各种纠缠双光子吸收截面之间的差异。所报道的仪器可以明确地分离经典和纠缠效应，因此对于日益增长的非线性和多光子纠缠光谱学领域具有重要意义。
2022-05-28 physics.optics quant-ph
Population Inversion Induced by Landau-Zener Transition in a Strongly Driven rf-SQUID
在强驱动的射频超导量子干涉器件磁通量子比特中观察到了单光子和多光子吸收的宏观离散量子态之间的微波共振。共振峰和谷的幅度调制的功率所施加的微波辐射和粒子数反转产生在低通量偏置。这些结果可以用Landau-Zener跃迁来解决，对于发展一种初始化和操纵通量量子比特的替代方法以及在微脉塞中进行可控的粒子数反转是有用的。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
