On-chip quantum interference with heralded photons from two independent micro-ring resonator sources in silicon photonics
多源单光子之间的高可见度片上量子干涉是集成线性光学量子计算的关键前提。微环谐振器中的谐振增强自然能够在没有任何紧密光谱滤波的情况下产生更亮、更纯和更不可区分的单光子。来自多个微环谐振器的预示单光子的不可分辨性尚未在任何光子平台中测量。在这里，我们报告的芯片上的不可分辨性测量预示着单光子产生的独立的微环谐振器通过使用芯片上的马赫-曾德尔干涉仪和光谱解复用器。我们测得的原始预告双光子干涉条纹的可见度为72 +/-3%。这一结果与我们的模型一致，该模型包括器件缺陷、光谱杂质和多对发射。我们确定多对排放的主要因素限制的非经典干涉的可见性，并在未来的实验中实现接近统一的可见性的路线。
2018-08-07 quant-ph
Superconducting surface trap chips for microwave-driven trapped ions
针对微波囚禁离子电极焦耳热阻碍门速度、保真度及可扩展性的问题，提出集成高Q微波谐振器的超导表面势阱芯片，利用超导Nb谐振器降低损耗，实现节能的双比特门方案。
2024-07-16 quant-ph
Microwave potentials and optimal control for robust quantum gates on an atom chip
我们提出了一种可以用现有的原子芯片技术实现的两量子比特碰撞相位门，并对其性能进行了详细的理论分析。该门基于早期的相位门方案，但使用了具有实验证明的非常长的相干寿命的量子比特状态对。微波近场在我们的实施中发挥了关键作用，作为实现条件动力学所需的状态相关电位的一种手段。量子控制算法用于优化门性能。我们采用的电路配置，可以建立与当前的制造工艺，并广泛讨论了技术噪声和缺陷的影响，表征一个实际的原子芯片。我们发现一个整体的不忠兼容的容错量子计算的要求。
2006-08-18 quant-ph
Coherent interface between optical and microwave photons on an integrated superconducting atom chip
本文提出利用单层亚波长原子阵列作为可切换镜面，在集成超导芯片上实现光学光子与微波光子的相干接口，通过驱动激光耦合里德堡态，利用微波光子的存在与否控制原子阵列对入射光脉冲的透明或反射状态。
2023-05-05 quant-ph
Microwave to optical conversion with atoms on a superconducting chip
我们描述了一个方案，相干转换超导共面波导谐振腔的微波光子到一个明确定义的时间和空间模式发射的光子。这种转换是通过在超导原子芯片的表面上方，靠近微波腔的波腹处捕获冷原子系综来实现的。微波光子耦合到原子的强里德伯跃迁，该原子也由具有适当频率和波矢的一对激光场驱动，以进行有效的波混合过程。在中等密度的系综中只有几千个原子的情况下，微波光子可以完全转换成以高概率发射到相位匹配方向的光学光子，并且例如，馈入光纤波导。该方案在自由空间配置中操作，而不需要原子与谐振光学腔的强耦合。
2019-07-24 quant-ph
Coherent manipulation of Bose-Einstein condensates with state-dependent microwave potentials on an atom chip
基于纠缠的技术，如量子信息处理、量子模拟和量子增强计量学，有可能彻底改变我们的计算和测量方式，并有助于澄清纠缠本身令人困惑的概念。原子芯片上的超冷原子在实现上具有吸引力，因为它们以紧凑、稳健和可扩展的设置提供对量子系统的控制。这个系统中的一个重要工具是依赖于内部原子状态的势。相干动力学在这种潜力结合碰撞相互作用允许纠缠产生的单个原子和合奏。在这里，我们展示了相干操纵玻色凝聚原子在这样一个潜在的，产生在一个新的方式与微波近场的原子芯片。我们实现了原子内态和运动态的可逆纠缠，实现了具有内态标记的囚禁原子干涉仪。我们的系统提供了对介观凝聚体中碰撞的控制，为片上产生多粒子纠缠和量子增强计量学与自旋压缩态铺平了道路。
2010-09-13 quant-ph
Self-Specializing Vision-Language Transmon Chip Calibration in a Physics-Grounded Environment
QpiAI India Pvt. Ltd（QpiAI印度私人有限公司）
研究视觉语言智能体能否在无权重更新下校准超导跨导芯片。通过设计物理模拟环境、视觉语言智能体及无梯度在线自适应方法，在预算压力下提升芯片保真度，诊断硬件故障。
2026-07-07 cs.AI cs.LG quant-ph
Chip-based microcavities coupled to NV centers in single crystal diamond
研究了单晶金刚石中氮空位中心与片上微腔的光耦合。微腔由混合磷化镓和金刚石材料系统制造，并且支持光谱仪分辨率限制Q > 25000的回音壁模式共振。
2009-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Glass-patternable notch-shaped microwave architecture for on-chip spin detection in biological samples
本文报道了一种用于荧光纳米金刚石（ND）光检测磁共振（ODMR）的片上检测的玻璃板上切口形共面微波波导天线。在共面波导中的凹口区域中心处的光刻图案化细线实现了毫米级ODMR检测区域（1.5 x 2.0 mm^2）和具有低反射（约8%）的千兆赫宽带特性。通过数值模拟，可以定量预测探测区的ODMR信号强度。使用这种芯片器件，我们证明了一个均匀的ODMR信号强度超过检测区域的细胞，组织和蠕虫。目前基于芯片的微波架构的演示将使基于ODMR的量子传感技术的可扩展芯片集成到各种生物测定平台中。
2022-05-06 physics.app-ph quant-ph
Correcting on-chip distortion of control pulses with silicon spin qubits
针对硅自旋量子比特控制脉冲的片上失真问题，本文提出两种校准方法（粗预失真与全预失真），以交换振荡均匀性为度量，实现任意控制波形的精确传递，提升门保真度。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electric field sensing near the surface microstructure of an atom chip using cold Rydberg atoms
利用冷原子测量了原子芯片异质金属/介质表面附近的电场。原子对电场的敏感性通过激发原子到里德堡态而增强，里德堡态的极化率是基态的10^8倍。我们把测量到的电场归因于原子芯片导线之间绝缘体的充电。令人惊讶的是，观察到这些领域可能会显着降低与适当的电压偏置，建议配置的混合量子系统的未来发展。
2012-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Two-dimensional array of microtraps with atomic shift register on a chip
捕获原子的阵列是开发包括用于存储和处理量子信息的大量物理量子位的寄存器的理想起点。一种非常有前途的方法涉及在称为原子芯片的微制造设备上产生的中性原子陷阱，因为几乎任意的陷阱配置都可以在坚固而紧凑的封装中实现。然而，到目前为止，原子芯片实验一直集中在包含单个或几个单独陷阱的小型系统上。在这里，我们报告的实验上的二维阵列的捕获超冷原子云准备使用一个简单的磁膜原子芯片。我们能够将原子装载到数百个紧密限制和光学分辨的阵列位置中。然后，我们将单个原子云冷却到量子简并所需的临界温度。利用原子芯片作为原子移位寄存器，原子在芯片表面上穿梭，并且使用聚焦激光来快速清空各个陷阱来实现原子的局部操纵。
2009-02-13 physics.atom-ph quant-ph
Integration of fiber coupled high-Q silicon nitride microdisks with atom chips
在近可见光区，我们研制出了Q = 3.6 × 10^6，有效模体积为15（λ/ n）^3的微米级氮化硅（SiN_x）微盘光谐振器。氢氟酸湿蚀刻提供了微盘谐振的灵敏调谐，并且光纤锥的坚固安装提供了到微盘的有效光纤耦合，同时允许用于激光冷却和原子捕获的自由光学访问。测量结果表明，铯在SiN_x表面的吸附对微盘共振有明显的红失谐作用。一个技术的并行集成的多个（10）微盘与一个单一的光纤锥也证明了。
2006-09-27 physics.optics quant-ph
Magnetic-film atom chip with 10 $μ$m period lattices of microtraps for quantum information science with Rydberg atoms
我们描述了一种在原子芯片上制造超冷原子磁微阱晶格的装置的制作和结构。晶格由永磁膜的光刻图案化限定。图案化的磁性薄膜原子芯片能够在宽范围的长度尺度上实现各种各样的捕获几何形状。我们展示了一个原子芯片的晶格常数为10 $μ$米，适用于实验中的量子信息科学采用原子之间的相互作用，在高激发里德堡能级。有源俘获区包含具有正方形和六边形对称性的晶格区，其中两个区在界面处接合。在原子芯片下面安装了从银箔上切下的宏观金属丝结构，以便将超冷的$^{87}$ Rb原子加载到微阱中。我们证明加载的原子到正方形和六边形晶格部分同时显示解决个别晶格网站的成像。原子芯片上的磁膜晶格为超冷原子的实验提供了一个通用的平台，特别是对于量子信息科学和量子模拟。
2014-07-01 physics.atom-ph quant-ph
Persistent single-photon production by tunable on-chip micromaser with a superconducting quantum circuit
提出了一种基于超导量子线路的可调谐片上微激射器。通过利用外部可控制的状态跃迁，可以实现状态布居反转，并且对于SQC的两个工作能级保持状态布居反转，并且当需要时，SQC可以生成单个光子。当先前在腔中产生的光子衰减时，我们可以在每个周期中定期重复这些过程，从而可以持续产生周期性的单光子序列。这为在微电子芯片上实现持久性单光子源提供了一种可控的方式。
2007-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A superconducting on-chip microwave cavity for tunable hybrid systems with optically trapped Rydberg atoms
本文面向超导片上微波电路与光阱超冷原子混合系统，优化超导芯片和微波腔设计以实现对铷原子里德伯跃迁的可调谐强耦合，并通过实验表征腔特性，为在稀释制冷机中实现接近强耦合的混合量子平台奠定基础。
2025-03-07 cond-mat.supr-con quant-ph
On-Chip Josephson Junction Microwave Switch
作者报道了一种基于单约瑟夫森结超导电路的反射式单极单掷微波开关的设计和测量。数据表明，开关操作与2 GHz的瞬时带宽集中在10 GHz，低插入损耗，和优于20 dB的开/关比。开关的实测性能与模拟输入功率高达-100 dBm。一个扩展的演示电路，实现单刀双掷开关的仿真。
2015-12-04 cond-mat.supr-con quant-ph
High-Resolution Imaging and Optical Control of Bose-Einstein Condensates in an Atom Chip Magnetic Trap
利用硅玻璃复合原子芯片实现了一种高分辨率超冷原子投影成像系统。原子芯片被金属化以实现磁捕获，而玻璃区域使得能够对驻留在芯片表面下方约100微米的磁阱中的原子进行高数值孔径光学访问。原子芯片作为真空系统的一面墙，这使得商业显微镜组件能够用于投影和成像。全息产生的光图案被用来将雪茄形的磁阱光学切片成单独的区域;这已经被用来同时产生多达四个玻色凝聚体。使用荧光技术，我们已经证明了在陷阱成像分辨率下降到2.5微米
2012-08-24 physics.atom-ph quant-ph
On-chip Quantum Measurement of Squeezing Generated from a Silicon Nitride Micro-ring Resonator
City University of Hong Kong（香港城市大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
该研究提出利用两个匹配的氮化硅微环，通过片上量子测量方案观测到4.6 dB量子噪声降低，实现了首个单片SU(1,1)干涉仪，为芯片量子传感器提供实用路径。
2026-08-05 physics.optics quant-ph
Microtrap arrays on magnetic film atom chips for quantum information science
我们提出了两种不同的策略，发展一个量子信息科学平台的基础上，我们的实验结果与磁膜原子芯片上的磁性微陷阱阵列。第一种策略的目标是在~5 μm周期的晶格中的介观系综量子比特，这样量子比特可以单独寻址，相互作用可以通过里德伯激发来介导。第二种策略的目标是使用~100 nm周期的亚光晶格的直接量子模拟器。这将允许实现凝聚态激发的量子多体系统，如新参数体系中的哈伯德模型。这两种方法提出了相当不同的问题，其中一些是确定和讨论。
2011-04-15 physics.atom-ph quant-ph
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Efficiently-coupled microring circuit for on-chip cavity QED with trapped atoms
我们提出了一个完整的制作研究的一个有效的耦合微波光路量身定制的腔量子电动力学（QED）与囚禁原子。这种微结构制作在透明薄膜上，在宽频带内具有高的真空光纤边缘耦合效率。此外，总线波导滑轮耦合器实现了在两个铯D线频率下与微环的临界耦合，而在铯“魔术”波长下实现了高耦合效率，用于在微环上方创建双色倏逝场陷阱的晶格。所提出的平台有望实现一个强大的原子-纳米光子混合量子器件。
2020-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Breaking On/Off-coupling Loss Degeneracies via Bidirectional Nonlinear Optics
Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Electrical and Computer Engineering, University of Hawai'i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校电气与计算机工程）；Department of Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校电气与计算机科学系）
本文提出双向非线性光学成像技术，通过正反向泵浦互补非线性探针，结合过程适配的检测，打破η₁和η₂的退化，准确估计接口效率并提供置信区间。
2026-04-06 nlin.AO physics.optics quant-ph
