Quantum memory for photons: I. Dark state polaritons
提出并详细分析了一种理想的、可逆的光与物质亚稳集体态之间的量子态转移技术。该方法是基于控制光子在相干驱动的三能级原子介质中的传播，在该介质中，群速度被压缩为零。确定了电磁感应透明中与量子场传播有关的光和物质的形式稳定的耦合激发（"暗态极化激元“），讨论了它们的基本性质，并分析了它们在光量子存储器中的应用。
2001-06-27 quant-ph
Direction switchable single-photon emitter using a Rydberg polariton
Shanxi University（山西大学）；Hainan University（海南大学）；Durham University（杜伦大学）
本文提出利用Rydberg极子实现可调方向的单光子发射器，通过受激拉曼跃迁改变存储光子的Rydberg成分，实现多输出端口的单光子路由，提升量子设备性能。
2025-04-03 quant-ph
One qubit and one photon -- the simplest polaritonic heat engine
混合量子系统通常可以用极化激元来描述。这些准粒子是由它们的成分叠加而成的，其相对权重取决于它们相互作用中的某些控制参数。在许多情况下，这些组分在不同温度下与储层偶联。这表明了一种实现极化激元热机的一般方法，其中通过调节该控制参数来实现热力学循环。在这里，我们讨论可以说是最简单的这种引擎，一个量子比特耦合到一个光子。我们表明，该系统可以提取微弱的热微波场的工作。我们还提出了一个量子测量方案的工作，并评估其对发动机运行的反作用。
2017-01-03 quant-ph
Polariton quantum blockade in a photonic dot
研究了强激子-光子耦合下，嵌入量子阱的光子量子点的非线性动力学行为。在主方程的方法内，我们研究了极化激元量子阻塞和单光子态的产生，由于极化激元-极化激元相互作用作为光子点的几何形状，光谱线宽和量子阱激子和受限光子模式之间的能量失谐的函数。计算了连续波和脉冲激励下的二阶相干函数$g^{(2)}(t,t')$。
2005-11-14 cond-mat.other quant-ph
Cavity linewidth narrowing with dark-state polaritons
我们进行了量子理论处理腔线宽窄化与腔内电磁感应透明（EIT）。利用腔内EIT技术，光子在腔内以腔极化激元的形式存在：亮态极化激元和暗态极化激元。亮态极化激元与激发态的强耦合引起称为真空拉比分裂的效应，而与激发态解耦的暗态极化激元引起窄腔传输窗口。我们的分析将提供一个量子理论的线宽变窄的量子场脉冲在单光子水平。
2015-04-09 quant-ph
Path Complementarity Enables Directional Quantum Light in Hybridized Cavity Polaritons
Guangdong University of Technology（广东工业大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
本文提出路径互补机制，在混合腔极化激元中实现定向量子光，兼顾不对称光子统计与路径相干性，并展示可切换的定向光子阻塞及强路径纠缠。
2026-10-08 quant-ph
Second order coupling between excited atoms and surface polaritons
原子和宏观物体之间的Casimir-Polder相互作用通常被认为是由于虚光子的交换。严格地说，这只在零温度下才成立。在有限的温度下，真实光子交换可以提供一个显着的贡献的整体色散相互作用。本文描述了一种新的原子与平面界面间的共振双光子过程。我们导出了一个二阶有效哈密顿量来解释原子如何与介质的表面极化激元模共振耦合。这导致二阶能量交换，我们比较与标准的非共振Casimir-Polder能量。
2012-12-20 quant-ph
Ultrafast Coherence Delocalization in Real Space Simulated by Polaritons
我们研究了相干离域耦合腔分子极化激元平台上的时间，频率和空间域，使超快二维红外高光谱成像。在频率和实空间中观察到单向相干离域（在一个腔转移到另一个腔中制备的相干）。这种方向性是由散域光子从高能量到低能量模式的耗散实现的，由Lindblad动力学描述。进一步的实验表明，当直接跨腔制备相干态（来自不同腔的极化激元之间的叠加）时，只有能量上邻近的极化激元才能形成在长程环境波动中幸存下来的相干态。与Lindblad动力学一起，这一结果意味着相干光通过一步机制离域，光子从一个腔转移到另一个腔，为自然和人工量子系统中的相干演化提供了光明。这项工作还展示了一种结合光子和分子模式来模拟相干动力学的方法。
2021-07-09 quant-ph
Quantum correlations of confined exciton-polaritons
半导体微结构中的空穴极化激元是研究多体系统非平衡动力学的一个很有前途的系统。在这一领域的关键进展，包括观察极化子凝聚，超流性，实现拓扑光子带，和耗散相变，一般允许基于平均场Gross-Pitaevskii形式主义的描述。虽然观察到极化子强度压缩和极化子凝聚体对极化纠缠光子对的退相干提供了反例，但这些实验中的量子效应在高极化子占有率下表现出来。超越强相关极化激元的机制需要观察光子阻塞效应，其中相互作用足够强以抑制光子晶格位点的双重占据。在这里，我们报告的观察极化激元之间的量子相关性在光纤腔中，空间限制极化激元到3 $μ$ m $^2$的区域。光子相关测量表明，仔细调整耦合系统可以产生适度的光子封锁效应，同时产生双极化子的可能性降低5%即可证明这一点。同时，我们的实验提供了一个明确的测量极化激元相互作用的强度，从而解决了最近的实验报告所产生的争议。我们的发现构成了实现强相互作用光子系统的第一个重要步骤。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strongly Correlated Polaritons in a Two-Dimensional Array of Photonic Crystal Microcavities
我们提出了一个实用的方案来观察从超流（SF）到玻色玻璃（BG）到莫特绝缘体（MI）态的极化激子量子相变（QPT）。该系统由一个二维阵列的光子晶体微腔掺杂替代施主/受主杂质。使用现实的参数，我们表明，这种强相关的极化激元系统可以使用最先进的半导体技术。
2007-10-12 cond-mat.other quant-ph
Storage and control of optical photons using Rydberg polaritons
我们利用微波场来控制储存在冷原子云中的可见光子的量子态。光子存储在高度激发的集体态（里德伯极化激元）中，从而实现快速量子比特旋转和光子-光子相互作用的控制。通过这些赝自旋旋转的集体读出，它表明，微波场修改的极化激元之间的长程相互作用。这种技术提供了一个强大的微波和光学域之间的接口，在量子模拟的自旋液体，量子精密测量和量子网络的应用。
2012-12-22 physics.atom-ph quant-ph
Massive parallel generation of indistinguishable single photons via polaritonic superfluid to Mott-insulator quantum phase transition
我们提出，激子-极化子陷阱阵列中的超流体到莫特绝缘体的量子相变可以用于大量并行产生难以区分的单光子。通过分析和数值方法，器件操作和系统性能的研究，使用现实的实验参数。这种确定性的、容错的、大规模的并行产生可能为光子量子信息处理开辟新的前景。
2010-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear quantum optics with trion-polaritons in 2D monolayers: conventional and unconventional photon blockade
我们在量子水平上研究了一个二维三振子极化激元系统，并证明了对于单层半导体，它们可以表现出强非线性光学响应。这种效应是由于基于trion的激发的复合性质导致其非平凡的量子统计特性，以及增强的相空间填充效应。我们提出了完整的量子理论来描述的统计trion极化激元，并证明了相关的非线性持续在几个量子的水平，两个定性不同的制度光子反聚束存在弱和强的单光子耦合trion。我们发现，从trion极化激元的单光子发射成为实验可行的国家的最先进的过渡金属dichalcogenide（TMD）的设置。这可以促进使用2D单层作为材料平台的量子极化激元学的发展。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exploiting Rydberg Atom Surface Phonon Polariton Coupling for Single Photon Subtraction
我们研究了一个超原子与表面声子-极化激元耦合的混合量子系统。我们应用这个混合量子系统从一束光中减去单个光子。里德伯原子阻塞被用来实现原子微阱对单个光子的吸收。表面声子-极化激元耦合到超原子，然后触发激发转移到一个存储状态，一个单一的里德伯原子。该方法利用超原子和马尔可夫浴之间的相互作用，作为一个受控的退相干机制，不可逆地投影到一个单一的里德伯原子状态，可以读出的超原子状态。
2013-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Entangling one polariton with a photon: effect of interactions on a single-polariton quantum state
极化激元是光与物质耦合产生的准粒子，在多粒子介观水平上表现出量子现象，如BEC和超流性。极化激元的一个高度追求和长期缺失的特征是它们在单粒子水平上动力学的真正量子表现。虽然它们在概念上被认为是纠缠态，并且理论上也有很多关于它们的单粒子性质的明确表现的建议，但到目前为止，它们的行为仍然完全由经典和平均场论解释。在这篇文章中，我们报告了第一个实验演示的一个非线性量子表现的微腔极化激元，通过交换，在一个双光子纠缠态的参量下转换，一个光子的极化激元。此外，我们还展示了单极化激元如何受到极化激元-极化激元相互作用的影响，为量子信息应用提供了一个初步的证明。
2017-04-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A semiconductor photon-pair source based on a polariton cascade
FZU — Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本研究提出一种基于砷化镓量子点与金属纳米颗粒耦合的极化激元级联光子对源，通过永久偶极子打破对称性实现双光子发射，并计算了发射概率与关联特性。
2026-10-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Singular enhancement of emission of entangled photons for surface plasmon polaritons
研究了超光传播激光诱导非线性极化时金属-介质界面光子对的发射。使用激光波的倾斜入射，由于多普勒效应，可以调谐所生成的光子的频率。对于每一个小于激发极化频率的频率，都存在一个激发角。发射的光子对处于偏振纠缠态。估计了排放量。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photonic Chern insulators from two-dimensional atomic lattices interacting with a single surface plasmon polariton
我们研究了二维原子晶格在表面等离子体激元模单次激发下的极化激元能带结构。通过原子到不同角动量的激发态的共振跃迁，我们证明了实现不同陈数拓扑能隙的可能性。我们采用的计算方法的基础上，最近提出的狄利克雷-诺依曼（DtN）映射技术，准确地模拟非马尔可夫动力学以及涉及高阶电和磁多极过渡的相互作用。我们设计了拓扑鲁棒的边缘态，用于实现单光子的单向发射和非互易传输。我们还指出了在这样的系统中实现具有较高陈数的频带的挑战。
2021-01-22 physics.optics quant-ph
Electrically tunable quantum correlations of dipolar polaritons with micrometer-scale blockade radii
本文在半导体芯片上实现了电可调的偶极极化激元偏光子阻塞，其非线性比非极化极化激元强两个数量级，阻塞半径超过4微米，为可扩展可重构的芯片集成量子光子电路提供了新途径。
2024-11-18 physics.optics quant-ph
Entangled photons from the polariton vacuum in a switchable optical cavity
本文从理论上研究了子带间腔系统（即所谓的极化激元真空）的基态中双光子态的纠缠。该系统由位于微腔内的一系列掺杂量子阱组成，光子可以与量子阱内的子带间激发相互作用。使用一个明确的解决方案的基态的系统，在超强耦合制度，后选择的介绍，只有某些双光子态被认为是和分析模式纠缠。我们发现，一个快速淬火的耦合创建纠缠的光子和纠缠的程度取决于平面内的波矢量的光子的绝对值。在后选择过程中选择合适的模式可以产生最大纠缠态。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon and polariton fluctuations in arrays of QED-cavities
我们提出通过研究线性尺寸为M（以阵列的晶格常数为单位）的块中的极化激元和光子涨落来探测耦合腔阵列中的莫特绝缘体-超流量子相变。我们明确地表明这是一个一维数组;然而，分析可以扩展到更高的维度。在Mott相极化激元涨落与块体尺寸无关。在超流相中，它们随M增长，前因子与系统的可压缩性有关。在光子涨落的情况下，临界行为被编码在子领先标度与块尺寸，而领先的行为是线性的M和非临界。我们的结果是用密度矩阵重整化群数值算法得到的。
2008-06-05 cond-mat.other quant-ph
From hybrid polariton to dipolariton using non-hermitian Hamiltonians to handle particle lifetimes
我们考虑在电场存在下，光子与耦合量子阱的激子激发的强耦合。我们证明了在电场增加的情况下，由光子耦合到位于两个阱中的混合载流子构成的混合极化激元如何转变为由光子耦合到直接激子和间接激子构成的偶极化激元。我们还展示了如何腔光子寿命和相干时间的载波矢量，我们通过非厄米哈密顿解析处理，影响这些极化激元状态。虽然混合极化激元显示光谱奇异性，本征值合并，并被称为例外点，这取决于失谐量和寿命，我们发现，三个偶极激元态显示反交叉没有例外点，由于光子，直接和间接激子之间的相互作用。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Real photons from vacuum fluctuations in optomechanics: the role of polariton interactions
我们研究在一个强驱动的光机械腔中的非线性相互作用，在制度的相互作用引起光机械极化激元之间的共振散射，从而强烈增强。我们使用Keldysh制定和自洽微扰理论，使我们能够在所有订单的相互作用，包括自能图。我们的主要重点是了解非平衡效应是如何修改的极化激元相互作用，特别是非零有效极化激元温度的真空波动（无论是在入射腔驱动和机械耗散）的产生。我们讨论了如何在腔的输出光谱中观察到这些效应。我们的工作还提供了一个技术工具包，将是有用的研究更复杂的光学机械系统。
2015-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Light-matter interactions in synthetic magnetic fields: Landau-photon polaritons
本文研究了二维光子系统中光与物质的相互作用，其中存在一个空间均匀的合成光磁场。具体地说，我们考虑一个或多个两级发射器位于体区域的晶格，其中增加磁场的光子模式从扩展的平面波循环朗道水平的变化。这种变化对所产生的发射场动力学产生了巨大的影响，这使得发射场动力学本质上成为非马尔可夫和手性的，导致形成强耦合的朗道光子极化激元。这些准粒子特有的动力学和光谱特性可以用光学和微波领域最先进的光子晶格来探测，并可能在强相互作用拓扑模型的量子模拟中找到各种应用。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dipolar dephasing of Rydberg D-state polaritons
实验研究了各向异性里德伯相互作用对缓慢通过冷原子样品的$D$态里德伯极化激元的影响。除了已知的少数光子非线性从类似的实验与里德堡$S$状态，我们观察到的相互作用引起的退相的里德堡极化激元在非常低的光子输入速率到介质中。我们开发了一个模型相结合的传播的双光子波函数通过我们的系统与非微扰计算的各向异性里德伯相互作用表明，所观察到的效果可以归因于成对的相互作用的个人里德伯极化激元。
2016-06-23 physics.atom-ph quant-ph
Two-photon pumped exciton-polariton condensation
双光子吸收（TPA）允许访问否则光无法访问的物质的暗态，其作为量子信息处理的重要构建块。在半导体微腔中，TPA驱动的强耦合轻物质激子-极化激元的凝聚可以实现暗态-凝聚相互作用的新的固态量子模拟，并且被预测为激发THz发射。在这里，我们报告的第一个观察到的双光子泵浦极化激元凝聚，证明了角分辨光致发光在GaAs基微腔。TPA是证明在二次发射依赖于泵浦功率低于和高于冷凝阈值，和二次谐波产生被排除了这两个阈值行为，并通过显示不依赖于泵浦光子能量的发射峰值能量。我们的研究结果为新型极化激元源和集体量子态与单个二能级系统的固态相干控制铺平了道路。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of Hong-Ou-Mandel interference between photon and polariton
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Tianfu Jiangxi Laboratory（天府江西实验室）；AMS, Beijing（北京 AMS）；Southwest Institute of Technical Physics（西南技术物理研究所）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
该研究通过Au-SiNₓ集成光子-等离子体器件，观测到单光子与表面等离激元极化激元（SPPs）间的量子干涉，证实SPPs可保留光子不可区分性，是可行的量子信息载体，为相关量子电路开辟了潜在路径。
2026-09-03 physics.optics quant-ph
Temporal Signature of Bosonic Stimulation Induced by Dark Exciton in a Two-photon Pumped Polariton Condensate
Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）
该研究通过时间分辨光致发光光谱，揭示双光子泵浦极化激元凝聚体中暗激子诱导玻色子激发的时间特征，发现两种泵浦机制下的速率差异，为高效太赫兹激光提供新通道。
2026-09-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Single-photon excitation of surface plasmon polaritons
我们提供了单光子激发金属表面表面等离子体激元的量子力学描述。一个衰减反射设置描述的量子激发过程中，我们发现非常有效的光子表面等离子体波包转移。使用一个完全量子化的治疗领域，我们介绍了它们的相互作用的哈密顿量和研究的量子统计在转移过程中的金属和没有损失。
2008-10-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Polaritonic properties of the Jaynes-Cummings lattice model in two dimensions
光物质系统允许实现光子存在的强相关相。在这些系统中，强关联是通过光学非线性实现的，光学非线性是由于光子与类原子结构的耦合而出现的。这导致了有趣的效应，例如从莫特相到超流相的量子相变。在这里，我们解决二维Jaynes-Cummings晶格模型。我们计算了量子相变的边界，并研究了极化激元的性质。为了能够描述极化激元，我们调查的光谱特性的光子以及两个能级激发。基于这些信息，我们引入极化激元准粒子作为适当的波矢，带指数，和填充相关的光子和两级激发的叠加。最后，我们分析了各个组分对极化激元准粒子的贡献。
2011-03-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-photon polaritons in chi(2) microresonators
我们考虑了一个高Q值的微谐振器，当泵浦光和二次谐波的边带之间的耦合率超过阻尼率时，具有$χ^{(2)}$非线性，这意味着强耦合区（SC）。使用盛装谐振腔的方法，我们证明，这种制度导致的主导地位的厄米特部分的运营商驱动的边带动态的非厄米特部分负责的参数增益。这使我们能够引入和应用极化激元准粒子的截面概念，并在$χ^{(2)}$环形微谐振器的背景下定义它们的有效质量。我们进一步使用极化激元来预测修改后的谐振器的光谱响应到一个弱的探测场，并揭示裸谐振器的共振分裂，避免交叉，和拉比动力学。极化激元基础还允许导出用于产生不同阶的边带的参数阈值的离散序列。
2021-03-30 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Mediated interactions and photon bound states in an exciton-polariton mixture
实现强相互作用光子的探索对于基础科学和应用都是一个突出的挑战。在这里，我们探讨介导的光子-光子相互作用在一个高度不平衡的双组分混合激子极化激元在半导体微腔。使用的理论，考虑到激子之间的非微扰相关性以及强的光-物质耦合，我们证明了高的可调谐性的准粒子之间的有效相互作用形成的少数组件极化激元与玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的多数组件极化激元相互作用。特别是，相互作用，这是介导的BEC中的声音模式的交换，可以做得足够强，以支持两个准粒子的束缚态。由于这些准粒子部分由光子组成，这又对应于通过BEC传播的光子的二聚体状态。这就产生了一种新的光传输线，其中束缚态波函数直接映射到出射光子之间的相关性。我们的发现为实现高度非线性光学材料和新型混合光物质量子系统开辟了新的途径。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultrafast polariton-phonon dynamics of strongly coupled quantum dot-nanocavity systems
研究了激子-声子耦合对强耦合量子点-光子晶体腔系统动力学行为的影响，探讨了激子-声子耦合对不同非经典光产生方案的影响.通过时间分辨测量，我们绘制出失谐依赖的极化激元寿命和提取光谱的极化激元声子耦合前所未有的精度。不同脉冲长度和失谐条件下的光子封锁实验（由量子光学模拟支持）表明，实现高保真光子封锁需要对声子对系统动力学的影响有复杂的理解。最后，我们实现了强耦合系统的极化激元态的直接相干控制，并证明了它们与声子的有效耦合可以用于高保真单光子产生的新概念。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polariton assisted down-conversion of photons via nonadiabatic molecular dynamics: a molecular dynamical Casimir effect
对3，3 '-二乙基-2，2'-噻炔碘化物分子在光学微腔中光致异构化的量子动力学进行了理论研究。通过量子拉比哈密顿量将分子耦合到单腔模，并使用多组态含时Hartree方法（MCTDH）求解相应的含时薛定谔方程。我们表明，对于单分子强耦合的光子模式，非绝热分子动力学产生混合的极化激元流形与不同数量的激发，而不需要反转的光物质耦合条款。因此，在{ \it cis}构型的分子的电子激发导致在异构化时产生{ \it transs}构型的光子对。讨论了这种现象在集体强光-物质耦合制度下工作的条件，并根据微腔内两个分子的模拟，发现对于本系统是不可行的。然而，我们的发现提出了一种新的机制，即在没有超强耦合的情况下，通过利用极化激元结构中出现的涌现分子动力学来实现光子下转换。
2019-09-28 physics.chem-ph quant-ph
Characterization of Polariton Dynamics in a Multimode Cavity (II): Coherent-Incoherent Transition Driven by Photon Loss
本文通过复本征谱与非厄米波包传播分析，揭示可调多模腔中光子损耗驱动的相干—非相干转变及上下极化激元支的互补动力学。
2025-07-25 physics.chem-ph quant-ph
Formation of Matter-Wave Polaritons in an Optical Lattice
本研究在光学晶格中构建超冷原子模拟的激子极化子系统，以原子激发和物质波替代激子与光子，实现可调无耗散的极化子相，并通过光谱探测能带及多体输运，为极化子量子物质研究开辟新途径。
2021-09-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Electrically tunable artificial gauge potential for polaritons
受人工规范势支配的中性粒子可以在磁场中表现为带电粒子。这个迷人的前提导致了单向波导，拓扑保护边缘状态和光子朗道能级的演示。在超冷中性原子中，有效规范场允许模拟强磁场下的物质，从而实现了Harper-Hofstadter和Haldman模型。在这里，我们表明，垂直电场和磁场的应用效果的二维微腔激子极化激元的可调人工规范位。为了验证，我们进行相干极化激元输运过程中积累的相关相位的干涉测量。由于规范势起源于磁电斯塔克效应，因此它可以在任何可极化介质中对与激发态强耦合的光子实现。人工规范场与强极化激元-极化激元相互作用和工程极化激元晶格一起，在强关联光子非平衡动力学研究中将发挥重要作用。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of the exceptional point in cavity magnon-polaritons
磁振子极化激元是由磁振子和光子之间的强耦合产生的混合轻物质准粒子。它们已成为实现量子换能器和存储器的潜在候选者。由于光子和磁振子的阻尼，极化激元的寿命有限。然而，稳定的磁振子极化激元态可以通过泵浦和损耗之间的动态平衡来达到，因此本征非平衡系统可以用非厄米哈密顿量来描述。在这里，我们设计了一个可调谐腔量子电动力学系统与一个小的铁磁球在微波腔和工程的光子和磁振子的耗散，以创建腔磁振子极化激元具有非厄米谱简并。通过调节磁振子-光子耦合强度，我们观察到了极化激子相干完全吸收，并证明了在例外点处的相变。我们的实验为研究腔磁振子极化激元的非厄米物理提供了一个新的宏观量子平台。
2017-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Scattering theory of frequency-entangled biphoton states facilitated by cavity polaritons
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Toronto（多伦多大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Wake Forest University（维克森林大学）
本文提出一种散射理论，研究频率纠缠光子对与腔极子和双极子态的相互作用，分析其对联合光谱幅度的影响，并强调腔体过滤效应。
2026-01-29 physics.optics quant-ph
Two photon conditional phase gate based on Rydberg slow light polaritons
分析了在电磁感应透明条件下，两光子作为极化激元通过里德伯原子云反向传播的确定性量子相位门的保真度。我们提供的量子门的相移的分析结果，并提供了一个估计所有的过程，导致减少门保真度。特别是考虑了中间能级损耗、光子波包色散、散射到附加极化激元通道、里德堡态有限寿命以及波包横向尺寸的影响。我们表明，平坦的有效相互作用，所造成的封锁现象，抑制由于有限的横向尺寸的修正。与其他方法相比，这是Rydberg-EIT设置的优势。最后，我们给出了利用里德伯极化激元实现高保真度量子相位门的实验要求。
2019-09-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Quantum statistics of polariton parametric interactions
使用高质量的GaAs平面微腔，我们光学产生极化激元对，并通过时间分辨单光子探测验证它们的相关性。我们发现，不同模式之间的相关性始终低于相同的模式的相关性，这是由于不相关的背景的存在。我们讨论了一个模型来量化这样的背景上所观察到的相关性的影响。使用光谱和时间滤波，背景可以被抑制，并观察到光子统计向非经典相关性的变化。这些结果加深了我们对极化激元-极化激元散射的统计特性和背景机制的理解，并为纠缠极化激元对的产生铺平了道路。
2018-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum-vacuum-protected topological edge polaritons
本文发现量子真空可保护拓扑边缘极化激元，在原子晶格与单光子模式耦合系统中实现，并验证其对无序和反旋转效应的鲁棒性。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrastrong Coupling Signatures in Photon Statistics from Terahertz Higgs-Polaritons
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究通过腔内超导体传输光子统计，揭示强耦合下双光子Higgs极子的非线性特性，发现光子统计变化源于暗腔态的形成，为太强耦合提供诊断方法。
2026-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.optics
Non-Hermitian phase transition from a polariton Bose-Einstein condensate to a photon laser
本文提出了一种新的机制，在电子-空穴-光子系统的$U(1)$ -破缺相中，由极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚体到光子激光的非平衡相变是由凝聚体的非厄米性质引起的。我们表明，一个（均匀）稳定状态的凝聚体总是可以分为两种类型，即，无论是从低或上支极化激元。我们证明（一般模型）和证明（一个特定的模型的极化激元），一个例外的点，这两种类型的合并标志着两种类型之间的一阶相边界的端点，类似于一个临界点的液体-气体相变。由于本文中发现的相变一般不是由粒子数反转触发的，我们的结果意味着实验中观察到的第二个阈值不一定是强到弱耦合的转变，与广泛认为的理解相反。虽然我们的计算主要是为了澄清极化激元物理，我们的讨论是适用于一般的驱动耗散凝聚组成的两个复杂的领域。
2019-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Observation of Cavity Rydberg Polaritons
我们证明了杂交的光腔光子与原子里德伯激发使用电磁诱导透明（EIT）。由此产生的暗态里德伯极化激元表现出压缩的频谱和增强的寿命，表明强的轻物质混合。研究了腔里德伯极化激元的相干特性，确定了光学腔的广义EIT线宽。强集体耦合抑制极化激元损失由于非均匀加宽，我们证明了通过使用不同的里德堡能级的极化率范围。我们的研究结果指出了使用腔里德伯极化激元作为创建光子量子材料的平台的方向。
2015-11-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultra-strong trion-polaritons
本文提出量子场论方法，研究超强耦合下微腔半导体中三子-极化激元的形成，预测了极化子与虚光子相互作用产生的新型多体态。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Sub-Poissonian statistics of Rydberg-interacting dark-state polaritons
在量子水平上连接光和物质是现代原子和光学物理学的核心，并使涉及操纵单光子和原子的新量子技术成为可能。一个典型的原子-光界面是电磁感应透明，其中量子干涉产生光子和原子的混合态，称为暗态极化激元。我们已经观察到个别的暗态极化激元，因为他们通过一个超冷原子气体涉及里德堡态传播。里德伯原子之间的强长程相互作用对暗态极化激元产生了有效的相互作用阻断，导致了较大的光学非线性和修正的极化激元数统计.观测到的统计涨落远低于量子噪声极限，表明由强相互作用修改的光子关联对里德伯原子统计有显著的反作用。
2013-05-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Interaction-induced transparency for strong-coupling polaritons
光在强耦合原子介质中的传播是通过形成极化激元来进行的，极化激元是由原子和光子激发的叠加产生的混合准粒子。在这里，我们考虑的条件下的电磁感应透明的传播，并表明，一种新的多体现象，可以出现由于强，耗散的极化激元之间的相互作用。在增加的光子泵的强度，我们发现一个一阶过渡之间的不透明的阶段与强烈加宽的极化激元和透明的阶段，其中一个长寿命的极化激元分支与高度可调的占领出现。通过这种非平衡相变，透明窗口是通过耗散极化激元相互作用引起的非线性干涉效应重建的。我们的预测是基于一个系统的非平衡戴森方程的图形扩展是定量有效的，即使在非微扰制度的大单原子合作，提供的极化激元相互作用是足够长的范围。由于相互作用的可调谐性，这种机制可以在光子晶体波导中实现，即使在低极化激元密度下也可以观察到相互作用诱导的透明转变。
2018-10-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Photoluminescence of high-density exciton-polariton condensates
研究了半导体微腔中高激发态激子-极化激元凝聚体的光致发光。在强抽运下，已经观察到激子-极化激元凝聚体经历激子和光子之间的强耦合丢失的激光跃迁。我们讨论了另一种高密度的情况下，保持强耦合。我们发现光致发光在较低的极化激元能量到腔光子能量之间平滑地跃迁。给出了光谱特性变化的直观理解，以及与激光情况下光致发光特性的差异。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Polaritons under Extensive Disordered Molecular Rotation in Optical Cavities
本文通过理论模拟研究含百万分子光学腔中分子转动和能级无序对极化激元形成、光谱及能量分布的影响，为大规模腔系统中分子-光子耦合提供理论指导。
2024-02-21 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
