Robust control of quantized motional states of a chain of trapped ions by collective adiabatic passage
本文提出了一种在囚禁离子链中产生振动Fock态的简单方法。该方法是快速和易于实施，因为只有一个单一的啁啾激光脉冲，同时解决所有的离子，是必需的。此外，由于该方法使用集体绝热通道，可以容忍激光脉冲的强度或频率的显著波动，并且该技术即使在Lamb-Dicke区域的边界上也表现良好。我们还演示了如何扩展这种技术，以创建非经典叠加态的离子的集体运动和Greenberger-Horne-Zeilinger状态的内部状态。由于只需要一个激光脉冲，在实际实验条件下产生的热效应小得可以忽略不计。
2008-05-09 quant-ph
Quantization of the Electromagnetic Field in Non-dispersive Polarizable Moving Media above the Cherenkov Threshold
本文研究了以可能超过切伦科夫阈值的恒速运动的非色散极化体系统中的宏观电磁场。结果表明，量子化系统一般是不稳定的，既没有基态，也不支持定态。量子化的哈密尔顿算子被写成与正频率和负频率相关联的量子谐振子，使得与对称频率相关联的谐振子通过不保持量子占据数的相互作用项耦合。此外，在线性区域中，只要运动物体的速度被强制为恒定，场的振幅可以无限制地增长。这需要施加有效泵送系统的外部机械力。
2013-10-03 quant-ph
Vacuum-field level shifts in a single trapped ion mediated by a single distant mirror
远镜导致激光激发原子中真空诱导的能级移动。这种效应已经用距离单个被捕获的钡离子25厘米的单个镜子测量。这种色散作用是反射镜的耗散效应的对应物，该耗散效应已经在较早的时候被示出影响离子的自发衰变的变化[J. Reynner等人，Nature 413，495-498（2001）]。根据[U. Dorner和P. Zoller，Phys.Rev.A66，023816（2002）]。观察到的偏离简单的色散行为归因于多层次的影响。
2003-10-24 quant-ph
Coupled quantized mechanical oscillators
谐振子是最简单的物理系统之一，也是最基本的物理系统之一。它在自然界中无处不在，通常作为更复杂系统的近似值或作为更大模型的构建块。谐振子在量子体系中的实现包括腔中的电磁场[1 - 3]和被困原子的机械模式[4]或宏观固体[5]。通过光场耦合实现了单个囚禁离子的两个运动模式之间的量子化相互作用[6]，并且通过它们的内部状态间接实现了两个离子在不同位置的纠缠运动[7]。然而，保持在分离位置的量子化机械振荡器之间的直接可控耦合先前尚未实现。在这里，我们通过两个离子的相互库仑相互作用来实现这种耦合，这两个离子保持在相隔40 μ m的捕获电势中（类似的工作在相关论文中报道[8]）。通过将限制阱调谐到共振，能量在量子水平上在离子之间交换，建立直接相干运动耦合对于单独捕获的离子是可能的。该系统演示了量子信息处理和量子模拟的构建块。更广泛地说，这项工作是混合量子系统实验的自然先驱，例如将捕获的离子耦合到量化的宏观机械或电子振荡器[9 - 13]。
2011-11-14 quant-ph
Diffraction catastrophes threaded by quantized vortex skeletons caused by atom-optical aberrations induced in trapped Bose-Einstein condensates
我们提出了一个非线性原子光学实验，在玻色-爱因斯坦凝聚态波中产生由量子化涡旋骨架穿过的衍射灾难。我们展示了如何原子光学畸变诱导捕获玻色-爱因斯坦凝聚体演变成特定的焦散结构，由于不完善的聚焦。观察到横截面为交错涡格的涡骨架在普遍衍射灾难内部成核。我们的观察揭示了玻色新星的结构和动力学，并提出了物质波衍射灾难的应用，包括检测的序参量配对对称性在冷气体实验。
2013-08-23 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
An efficient scheme for the deterministic maximal entanglement of N trapped ions
提出了一种制备N个二能级囚禁离子最大纠缠态的方法。该方法是确定性的，并且与阱中的离子数量无关。它涉及到一个受控的非同时作用于所有的离子通过分散的相互作用。我们探讨了我们的高精度频率标准的计划的潜在应用。
1998-11-10 quant-ph
Manipulating motional states by selective vibronic interaction in two trapped ions
我们提出了一个选择性的振动相互作用操纵运动状态在两个被困的离子，作用于一个先前选择的振动子空间和分散在所有其他的共振。这样做是考虑到离子激光单独寻址的技术限制。我们讨论了离子集体运动自由度中Fock态的产生和纠缠，以及其他应用。
2000-05-02 quant-ph
Jaynes-Cummings Models with trapped electrons on liquid Helium
Jaynes-Cummings模型是量子光学中的一个典型模型，已经被各种物理系统（如腔QED、囚禁离子、电路QED等）实现。与量子化玻色子场相互作用的二能级原子。在这里，我们提出了一个新的实现这个模型，通过使用一个单一的经典激光束来驱动一个电子漂浮在液氦。电子的{ \it垂直}运动的两个最低能级充当两能级“原子”，并且电子沿着{ \it平行}方向之一的量子化振动，例如，$x$ -方向，服务于玻色子模式。这两个自由度的捕获电子可以耦合在一起，通过使用经典的激光场。如果适当地设置外加激光场的频率，可以有效地实现理想的Jaynes-Cummings模型。
2009-09-01 quant-ph
Dispersive response of atoms trapped near the surface of an optical nanofiber with applications to quantum nondemolition measurement and spin squeezing
我们研究了在色散相互作用下，光子与原子之间的强耦合。虽然Purcell增强因子的自发发射到导模没有达到强耦合制度的个别原子，可以获得高的协同性的合奏几千个原子由于紧限制的导模和建设性的干涉在整个链的被困原子。我们计算并矢格林函数，它决定了光的光的散射原子在光纤中的存在，从而相移和偏振旋转诱导的被困原子上的引导光。格林函数与量子化场对张量极化原子的色散响应的海森堡-朗之万处理有关。我们应用我们的形式主义量子非破坏（QND）测量的原子通过偏振。研究了完全混合自旋态原子的散粒噪声限制的原子数探测和钟态原子的投影噪声压缩。与自由空间中原子系综的压缩相比，我们利用了量子几何中出现的独特特征，包括导模的强度和偏振的各向异性。我们使用第一性原理随机主方程来模拟由于光抽运而引起的退相干中压缩随时间的变化。我们发现一个峰值约5 dB的压缩是可以实现的与当前的技术为约2500原子捕获180 nm的半径为a=225 nm的表面。
2016-01-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantized circular motion of a trapped Bose-Einstein condensate: coherent rotation and vortices
研究了旋转力作用下囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋态的产生。对于简谐囚禁势，旋转力只引起整个凝聚体绕阱中心作圆周运动，而不依赖于原子间相互作用。为了产生纯涡旋态，必须将原子限制在非简谐囚禁势中。力的角速度的正弦变化可以大大提高创建的效率。我们提出了一个四次捕获势的情况下的分析和数值计算。解释了产生纯涡旋态所需的非谐捕获势的物理机制。[变更：增加了新的数值和分析结果，并改进了表示方法。]
1998-03-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantized Topological Response in Trapped Quantum Gases
本文提出了一种在囚禁的一维量子气体中通过施加瞬时光脉冲并测量密度分布来实现的量子化拓扑响应，证明了其在热力学极限下的普适性，并探讨了有限脉冲影响及向高维非线性响应的推广。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum States of a Two-Level Atom trapped in a Helical Optical Tube
研究了被光学偶极势囚禁的二能级Rb原子与螺旋光管光场相互作用时的量子化态。分析表明，定态可以定义为一个三重量子数和相应的波函数呈现扭曲，螺旋状的三维空间形状。
2022-02-07 quant-ph
Tripartite GHZ state generation with trapped ion in an optical cavity
我们提出了一个利用囚禁离子同时与共振外激光场和红边带调谐量子化腔场相互作用，在单离子中产生最大纠缠三重GHZ态的方案.除了执行简单和操作时间短之外，GHZ状态生成是无约简的。Pacs：03.67.- a，42.50。p，03.67.Dd
2002-12-17 quant-ph
Vacuum induced Stark shifts for quantum logic using a collective system in a high quality dispersive cavity
高质量腔中原子的集体系统可以通过非线性相互作用来描述，该非线性相互作用由于腔真空引起的能级的兰姆位移而产生[Agarwal等人，A 56，2249（1997）]。我们展示了如何使用这种集体相互作用来执行量子逻辑。特别是，我们产生的方案，实现CNOT门不仅为两个量子位，但也为三个量子位系统。我们还讨论了Toffoli门的实现。我们的有效哈密顿量也实现在其他系统，如捕获离子或磁性分子。
2004-11-17 quant-ph
Selective interactions in trapped ions: state reconstruction and quantum logic
我们提出了在囚禁离子中实现原子运动子空间的选择性相互作用。这些相互作用在选定的子空间内产生共振交换，使其他子空间处于高度分散状态。选择性使我们能够从一系列初始态中产生高纯度的运动Fock态（和其他非经典态），并且当选择基态时，它成为一种非传统的冷却机制。单个的数态分布可以被区别地测量，运动的维格纳函数也是如此。此外，一个协议实现量子逻辑通过一个适当的控制选择子空间。
2003-10-01 quant-ph
Effective cross-Kerr nonlinearity and robust phase gates with trapped ions
我们推导出一个有效的哈密顿量，它描述了一个系统中的交叉克尔型相互作用，其中包括一个两能级的囚禁离子耦合到腔内的量子化场。我们假设离子和场之间存在很大的失调（色散极限），这导致相互作用汉密尔顿涉及（玻色子）离子振动运动和场数算符的乘积。我们也证明了基于我们的哈密顿量的相位门操作的可行性。该门对自发发射不敏感，自发发射是量子计算实际实现的重要特征。
2005-12-17 quant-ph
Quantum theory of heating of a single trapped ion
本文研究了囚禁离子与{ \it量子化环境}相互作用引起的加热{ \it不进行Born-Markov近似}。推导了一个广义主方程，并提出了一种新的解析求解方法。我们的主方程是在Lindblad形式与时间相关的系数，从而允许模拟的动力学通过蒙特卡罗波函数（MCWF）方法。
2002-11-29 quant-ph
Realization of nonlinear oscillators with a trapped ion
本文研究了二维阱势中具有量子化质心运动的囚禁离子。在外加激光场作用下，两个正交振动模的有效（非）线性耦合可以通过受激喇曼跃迁建立。可以产生非经典振动态，如压缩态或双模纠缠态（薛定谔猫态）。当振动模与内能能级纠缠时，可以制备出Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。
1997-05-21 quant-ph
Measure of phonon-number moments and motional quadratures through infinitesimal-time probing of trapped ions
提出了一种获得声子数矩和广义非线性和线性求积在囚禁离子的运动（特别是位置和动量）的信息的方法，有效的内部和外部的Lamb-Dicke制度。它是基于测量的第一时间衍生物的电子种群，在运动探针相互作用时间t=0评估。与其他状态重建建议相比，基于测量拉比振荡或色散相互作用，本方案可以在无限小的短运动探测相互作用时间内共振地进行，从而对退相干过程不敏感。
2006-01-10 quant-ph
Deterministic Bell states and measurement of the motional state of two trapped ions
本文提出了一种确定性地产生两个囚禁离子的全部电子贝尔态的方法。它涉及的离子的振动跃迁的纯色散与共振激光激发的组合。与目前提出的其他方法相比，我们的建议不需要对单个离子进行差分激光寻址，并且可以很容易地用现有技术实现。它进一步表明，这种激发方案是非常足够的离子的运动状态的完整的测定。
1999-03-08 quant-ph
Zeeman shift of an electron trapped near a surface
研究了弱磁场中简谐囚禁势对电子自旋能本征值的边界相关修正。电磁场通过在材料表面服从麦克斯韦边界条件的简正模展开进行量子化。我们将电子耦合到这个光子场和狄拉克方程中的经典磁场，我们对其应用么正的Foldy-Wouthuysen变换，以生成所需阶的哈密顿量的非相对论近似。我们得到了一个电子在简谐势和经典磁场双重约束下的薛定谔本征态，然后用二阶微扰理论计算了表面改性量子化场引起的自旋能移。我们发现，在一组广义朗道跃迁的本征频率的极点在弱磁场中的紧谐波约束的极限中对能量移动给出了占主导地位的振荡贡献，这也使得能量移动比磁矩更适合于物理上有意义的解释。
2014-02-10 quant-ph
Quantum state manipulation of trapped atomic ions
利用激光冷却和囚禁的9Be+离子研究了相干量子态合成和量子逻辑方法。我们创建和表征非经典的运动状态，包括“薛定谔猫”状态。实现了一个基本的量子逻辑门，它使用两个量子化的离子运动状态和两个离子内部状态作为量子比特。我们探讨了一些应用程序，并在实现中存在的问题，量子计算的基础上，多个被困离子。
1997-05-12 quant-ph
Canonical quantization of electromagnetism in spatially dispersive media
我们找到了描述空间色散均匀介质中电磁场的作用量。该理论是量子化的，并且汉密尔顿函数根据简正模连续统对角化。它被发现，在介质中的非局部响应的引入自动调节一些以前发散的结果，我们计算一个有限的值在一个固定的频率内的均匀介质中的电磁场的强度。最后，我们讨论了潜在的重要性，驯服卡西米尔型效应的计算中出现的分歧的空间色散。
2014-01-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Sensing Dispersive and Dissipative Forces by an Optomechanical Cavity
我们实验研究了一个光机械腔，形成之间的机械谐振器，这是作为一个可移动的反射镜，和一个固定的光纤介质镜。当光纤尖端和机械谐振器之间的距离小于约1微米时，观察到系统行为的显著变化。观察到的效果是由于卡西米尔力，库仑相互作用，由于陷阱电荷，和光机耦合的综合影响。实验结果与理论计算结果的比较表明，两者具有部分一致性.
2016-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous magnetic moment of an electron near a dispersive surface
本文研究了由于边界相关辐射修正引起的电介质或导电表面附近电子磁矩的变化。对于非色散介质和无阻尼等离子体，电磁场由简正模展开量子化，但电子由狄拉克方程描述，没有物质场量子化。狄拉克方程中的微扰理论导出了磁矩位移的一般公式，该公式表示为电磁模函数积上的积分。在每一个模型研究的轮廓积分技术在一个复杂的波矢量可以用来推导出一个通用的公式，其特点只是积分的表面的横向电和横向磁反射系数。几类材料的磁矩位移的分析产生明显不同的结果，从以前考虑的简单的“完美的反射器”模型，由于包括物理上重要的功能，如倏逝场模式和分散的表面的电磁响应的材料。对于一般的色散介质表面，附近电子的磁矩位移可以超过几个数量级的完美反射模型的先前预测。
2013-07-11 quant-ph
Nonclassicality in a dispersive atom-cavity field interaction in presence of an external driving field
研究三能级原子与量子化腔场及外部经典驱动场色散相互作用产生态的非经典性质，通过对原子部分求迹分析腔场态，并评估光子数分布、Mandel参数、压缩性质及Wigner分布等多种非经典度量。
2024-04-25 quant-ph
How to realize a universal quantum gate with trapped ions
我们报道了基于线性晶体囚禁离子的基本量子处理器的实现。每个离子用作量子比特（qubit）以将量子信息存储在长寿命电子状态中。我们提出了实现单量子位和通用的双量子位逻辑门。qwo量子比特操作依赖于离子通过它们的集体量子化运动的耦合。包括设置和方法的详细描述。
2003-12-19 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
Dispersive interaction of a Bose-Einstein condensate with the movable mirror of an optomechanical cavity in the presence of the laser phase noise
本文研究了在激光相位噪声和原子碰撞作用下，光机械腔中玻色-爱因斯坦凝聚体与移动端面镜的色散相互作用。我们假设光学模的有效频率远大于可动镜和BEC的机械模和Bogoliubov模的有效频率。在绝热近似下，腔的阻尼率比其他模式的阻尼率快，系统表现为一个有效的双模模型，其中原子和机械模式通过光场的调解由一个有效的耦合参数相互耦合。我们表明，在有效的双模模型中，LPN出现作为一个经典的随机泵项驱动的机械和Bogoliubov模式的振幅求积。结果还表明，只有在色散和Doppler区，两个模相互共振时，才能建立强的稳态镜原子纠缠，且LPN的影响很小。
2016-09-27 quant-ph
Time-dependent nonlinear Jaynes-Cummings dynamics of a trapped ion
在具有显式含时相互作用哈密顿量的量子相互作用问题中，时间序对于描述所考虑系统的量子演化起着至关重要的作用。在这种复杂的情况下，动力学的精确解很少。在这里，我们研究了一个被困离子的非线性振动动力学，驱动在解决边带制度与一些小的频率失配。通过描述泵浦场的量子化的方式，我们能够推导出系统的动力学的精确解。这最终使我们能够为各种类型的时间依赖量提供解析解。特别地，我们详细研究了离子的电子和运动量子动力学，以及运动量子态的非经典性随时间的演化。
2018-04-07 quant-ph
Resonator-assisted quantum transduction between superconducting qubits and trapped atomic systems via Rydberg levels
提出利用共享微波谐振器和Rydberg能级实现超导量子比特与囚禁原子量子比特间的量子转换方案，探究共振与色散两种耦合协议，并在多种耗散和退相干源下评估了转移保真度。
2025-09-16 quant-ph
Probing the Limits of Dispersive Quantum Thermometry with a Nonlinear Mach-Zehnder-Based Quantum Simulator
本文通过解析分析证明色散探测二能级原子集合的联合演化测温精度至多达到标准量子极限，并提出基于非线性马赫-曾德尔干涉仪的量子数字模拟平台，可灵活制备正、负有效温度原子系综，用于基准测试量子测温能力。
2025-07-06 quant-ph
Coherent states superpositions in cavity quantum electrodynamics with trapped ions
我们研究了如何叠加的运动相干态自然出现在一个两能级囚禁离子耦合到腔内的量子化场的动力学。我们扩展我们的考虑，包括一个更现实的设置，腔是不理想的，光子可能会通过它的镜子泄漏。我们发现在腔外探测到光子会使离子处于纯净状态。离子态的统计仍然保留了一些在弱耦合区可能观察到的干涉效应。
2005-07-01 physics.atom-ph quant-ph
Optimized cavity-mediated dispersive two-qubit gates between spin qubits
硅量子点中的单个电子和超导腔中捕获的单个光子之间的相干界面的最近实现为实现光子介导的双量子比特纠缠门开辟了道路。为了将自旋耦合到腔电场，需要某种类型的自旋-电荷杂交，这会影响自旋控制和相干性。在这项工作中，我们提出了一个腔介导的双量子比特门和计算腔介导的纠缠门的色散制度，占由于自旋-电荷杂化的错误，以及光子和声子诱导的衰变。通过优化自旋-电荷杂化的程度，我们表明，由腔光子介导的双量子比特门能够在当今的器件架构中达到超过90%的量子效率。即使存在$2\,μ\text{eV}$电平的电荷噪声，也可实现高iSWAP栅极结晶度。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid quantum repeater based on dispersive CQED interactions between matter qubits and bright coherent light
我们描述了一个长距离分布的量子纠缠系统，在该系统中，具有大平均光子数的相干光与光学腔中的单个远失谐原子或半导体杂质色散相互作用。纠缠是预示着零差检测使用第二个明亮的光脉冲的相位参考。使用明亮的脉冲导致高的成功概率的纠缠的产生，在较低的初始保真度的成本。这种保真度可以通过使用相同的物理资源实现的纠缠纯化技术来提高。与使用单光子或弱相干脉冲与现实探测器的预示性纠缠方案相比，对更多纯化步骤的需求得到了很好的补偿。较低的初始保真度的主要原因是光纤损耗;然而，在色散原子/腔相互作用期间的自发衰减和腔损耗也会损害性能。我们表明，这些影响可能会被最小化的发射极腔系统中的弱耦合制度，只要共振Purcell因子大于1，腔是过耦合，和光脉冲足够长。我们支持这一主张的数值，半经典计算使用参数为三个现实的系统：光学明亮的施主结合杂质，如19-F：ZnSe与中等Q微腔，光学暗淡的31-P：Si系统与高Q微腔，和捕获的离子在大，但非常高Q腔。
2006-10-19 quant-ph
Cavity optomechanics with a trapped, interacting Bose-Einstein condensate
玻色-爱因斯坦凝聚体与高精细度光腔单模的色散相互作用实现了辐射压耦合哈密顿量。在该系统中，机械振荡器的作用由腔模式函数选择的单个凝聚激发模式发挥。我们研究了原子s波碰撞的影响，并表明它仅仅是重正化通常的光机相互作用的参数。此外，我们表明，即使在强谐波约束的情况下-这使布洛赫态的使用无效-玻色-爱因斯坦凝聚体的单个激发模式显著耦合到光场，即单个“机械”振子模式的简化图像仍然有效。
2013-03-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Tolerance in the Ramsey interference of a trapped nanodiamond
该方案最近在[M.]中提出。Scala等人，Phys Rev Lett 111，180403（2013）]，其中通过其磁矩与粒子的量子化运动之间的相互作用在俘获的纳米金刚石中的氮空位（NV）中心的自旋上诱导依赖于重力的相移，提供了一种仅借助于自旋测量来检测空间量子叠加的方式。在这里，不必要的耦合与其他运动的自由度的影响被认为是，我们表明，它不会影响该计划的有效性。这种耦合和额外的误差源，由于NV中心自旋的量化轴和捕获轴之间的不对准，不改变系统的定性行为，因此可以整齐地进行原理验证实验。我们的分析，这表明该计划保留了重要的功能，不需要基态冷却和耐热波动，可以是有用的几个计划，最近已提出的测试宏观叠加在被困微系统。
2015-09-02 quant-ph
Quantum Theory of Light in a Dispersive Structured Linear Dielectric: a Macroscopic Hamiltonian Tutorial Treatment
这些笔记，旨在是独立的和教程，提出了一个直接的，宏观的方法来量化光的线性响应电介质材料内的光谱色散和空间不均匀性时，但感兴趣的光谱区域是光学透明的，使明确的处理介质的基本物理是不需要的。所采取的方法是基于宏观麦克斯韦方程组和相应的哈密顿量，而不使用拉格朗日或任何动力学模型的介质，并使用标准的模式为基础的量子化方法。治疗包括：色散介质中的能量密度和通量;逆介电常数形式主义的总结;模式归一化条件的新推导;模式非正交性的直接证明;一般情况和各种特殊情况下的量子化场表达式的例子;群速度和能通量之间的关系;带近似和连续极限;以及波导模式的量子光学处理。
2020-01-07 physics.optics quant-ph
Exact solution of the ion-laser interaction in all regimes
我们表明，在囚禁离子激光相互作用的所有制度可以被认为是解析。我们不仅可以解决不同的激光强度，而且远离共振和Lamb-Dicke制度。在高强度区发现了一个色散哈密顿量，它是对角的，其演化算符可以很容易地计算。
2010-05-21 quant-ph
Trapped-ion antennae for the transmission of quantum information
一百多年前，海因里希·赫兹成功地利用电磁振荡器将信号传输到几米之外的接收天线上，从而证明了詹姆斯·C. Maxwell[1].从那时起，技术已经发展，今天在量子力学水平上有各种各样的振荡器。对于量子化的电磁振荡，腔中的原子可以用来耦合电场[2，3]。对于机械振荡器，例如，用杠杆[4，5]或被困原子[6]或离子[7，8]的振动模式实现的，两个这样的振荡器之间的量子力学联系，迄今为止，在很少的情况下被证明，并且只能以间接的方式实现。这方面的例子包括携带量子信息的原子的机械传输[9]或使用自发发射的光子[10]。在这项工作中，使用偶极-偶极相互作用作为量子力学传输线，在54 μm的距离上实现了单独捕获离子的运动偶极之间的直接耦合[11]。这种相互作用在单个捕获离子之间很小，但是通过使用额外的捕获离子作为天线来放大耦合。与单离子的情况相比，每个井中有三个离子，相互作用增加了七倍。这种增强有利于桥接更大的距离，并放宽了对小型化的陷阱电极的约束。这代表了量子计算的一个新的构建块，也为耦合不同性质的量子系统提供了新的机会。
2010-11-17 quant-ph
Quantization of surface plasmon polariton on the metal slab by Green's tensor method in amplifying and attenuating media
基于格林张量方法，给出了金属薄膜表面等离子体激元（SPP）模的量子化形式。由于介质将被认为是有损耗的和色散的，所以可以研究通过施加不同的场频率，在各种电介质中SPP模式的放大和衰减。我们还将说明放大介质中相干和压缩SPP模式行为之间的差异。
2015-07-15 quant-ph
Nonclassical effects in cold trapped ions inside a cavity
我们调查的动力学的冷囚禁离子耦合到量子化的字段内的高精谐振腔，考虑确切的离子内部能级和字段（载流子跃迁）之间的共振。我们推导出一个强度依赖的哈密顿量，其中保留了与Lamb-Dicke参数（$η$）的平方成比例的项。我们发现，不同的非经典效应中出现的离子布居数反转的动力学，取决于初始状态的振动运动/字段和$η$的值。
2002-10-11 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
A proposal of quantum logic gates using cold trapped ions in a cavity
我们提出了一个方案，用于实现逻辑门在一个被困离子内的高Q腔。离子同时与（经典）激光场以及（量子化）腔场相互作用。我们证明，简单地通过调整离子的内部水平与频率的字段，它是可能的构建一个受控的非门在一个三步的程序，具有离子的内部以及运动水平作为量子比特。腔场作为辅助量子位，基本保持真空状态。
2002-08-31 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Entanglement between motional states of a single trapped ion and light
我们提出了一种利用光和单个囚禁离子的振动产生Bell态的方法。陷阱本身应该被放置在一个高$Q$腔维持一个单一的模式，量化的电磁场。如果在适当的相互作用时间和适当的初始状态准备之后对离子的内部电子状态进行有条件的测量，则可以容易地产生纠缠的光运动状态。我们表明，所有四个贝尔状态可能会产生使用不同的运动边带（蓝色或红色），以及足够的离子相对相位。
2002-08-31 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Generalized noise terms for the quantized fluctuational electrodynamics
真空中光场的量子化已经有几十年的历史了，但是将场量子化扩展到非平衡条件下的损耗和色散介质已经被证明是复杂的，因为介质的位置依赖性的电磁响应。事实上，共振结构中光子数的一致的位置依赖量子模型只是最近才被制定出来，而且只适用于介电介质。在这里，我们提出了一个一般的位置相关的量子化波动电动力学（QFED）的形式主义，扩展了一致的场量子化来描述光子数也存在磁场物质相互作用。它示出的磁波动提供了一个额外的自由度，在媒体中的磁场耦合到该领域是突出的。因此，场量子化需要一个额外的独立噪声算子，该算子与描述电介质中极化电流波动的传统玻色子噪声算子交换。除了允许场波动的详细描述，我们的方法提供了实用的工具，用于建模光学能量转移和一般介电和磁性纳米器件的热平衡的形成。我们使用QFED调查的磁性能的微腔系统，以证明一个示例的几何形状中，它是可能的探测场所产生的电和磁源项。我们表明，作为磁Purcell效应的结果，放置在真空腔体内的发射层的位置的调谐可以使磁发射器的发射率超过相应的电发射器的发射率。
2017-02-10 quant-ph
Squeezing and entanglement of density oscillations in a Bose-Einstein condensate
原子与远失谐光场的色散相互作用使得玻色-爱因斯坦凝聚体中密度振荡的非破坏性成像成为可能。从基态凝聚出发，研究了测量反作用如何导致量子化密度振荡的压缩和纠缠。特别是，我们表明，适当的定时，频闪成像和反馈可以用来选择性地解决特定的本征模，避免激发系统的非目标模式。
2015-04-16 quant-ph
Role reversal in a Bose-condensed optomechanical system
我们分析了被困在光学谐振腔中的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在经典光场和量子化光场驱动下的类光力学性质。我们发现，该系统表现出的性质之间的物质波场和量子化光场的角色互换。结果，物质波场现在扮演量子化光场的角色，并且量子化光场表现得像可移动的反射镜，这与基于BEC的腔光学力学中的熟悉情况形成对比[Brennecke等人，Science 322，235（2008）; Mackay等人，4，561（2008）]。我们证明，这个系统可以导致创建各种非经典的物质波场，特别是猫状态，并讨论了几种可能的协议来测量他们的维格纳函数。
2012-06-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum emitter interacting with a dispersive dielectric object: a model based on the modified Langevin noise formalism
本文在宏观量子电动力学框架下，用修正朗之万噪声形式主义建模量子发射器与有限色散介质物体的相互作用，揭示其耦合的两个玻色库特性及等效单玻色库条件，为相关系统动力学研究提供基础。
2024-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microgram $\mathrm{BaCl}_2$ Ablation Targets for Trapped Ion Experiments
本文提出微克级氯化钡烧蚀靶的制备方法，通过热处理提高中性原子产生稳定性，为放射性钡同位素在表面陷阱中的可靠装载及可扩展量子计算奠定基础。
2024-01-16 physics.ins-det quant-ph
Correlated Pair Creation with Positive- and Negative-Frequency Oscillators in a Trapped-Ion Quantum Simulator
Rice University（莱斯大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究在囚禁离子量子模拟器中，通过调控双模量子Rabi模型的频率符号，实现关联对产生，构建双模参量放大器并产生多种纠缠态，还提出了可在现有平台实现的方案。
2026-10-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Suppression of Kelvon-induced decay of quantized vortices in oblate Bose-Einstein Condensates
研究了有限温度下三维囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋线上的Kelvin模激发。我们的随机Gross-Pitaevskii模拟表明，这些模式的激活可以通过收紧沿涡线方向的限制来抑制，从而在系统进入二维涡旋动力学的状态时导致涡旋衰减率的强烈抑制。当系统接近凝结转变温度时，我们发现涡旋衰减速率对维数和温度非常敏感，观察到准二维陷阱的大幅增强。Neely等人最近的涡旋偶极衰减实验的三维模拟[Phys. Rev. Lett. 104，160401（2010）]证实了二维涡旋动力学，并预测了与实验观察一致的偶极寿命和对高度扁扁形冷凝物中Kelvon诱导的涡旋衰减的抑制。
2011-05-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Trapped atoms in spatially-structured vector light fields
本文提出基于相互作用哈密顿量球张量分解的通用框架，计算任意空间结构和偏振光场的原子跃迁矩阵元，揭示紧聚焦光束在衍射极限附近的纵向场对选择定则的影响，为量子光学等领域的实验设计提供理论基础。
2024-01-11 physics.optics quant-ph
Trapped bosons in mean field QED, nonlinear resonance cascades and dynamical BEC formation
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究束缚在势阱中的玻色子系统与相干光子量子化场的相互作用，在弱耦合和宏观时间极限下导出有效非线性级联方程，证明在总玻色子L^2质量守恒下动力学形成玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。
2026-09-09 math-ph math.AP math.MP
