Subwavelength atom localization via amplitude and phase control of the absorption spectrum
我们提出了一个以吸收特定频率的弱探测场为条件的原子亚波长局域化方案。通过在附近的耦合跃迁上施加驱动场来操纵某个跃迁上的原子-光场相互作用，导致了弱探测场的吸收谱中有趣的效应。我们利用这一事实，并采用一个四能级系统与三个驱动场和一个弱探测场，其中一个驱动场是一个驻波场的腔。我们表明，沿此驻波的原子的位置时，探测场的吸收测量确定。我们发现，通过适当地选择系统参数，在一定频率下弱探测场的吸收导致原子在腔场的两个半波长区域中的任一个中产生亚波长局域化。我们把这个结果称为亚半波长局域化，以与通常的原子局域化结果形成对比，即四个峰分布在驻波的一个波长上。我们观察到两个本地化峰的两个半波长区域沿腔轴。
2005-07-21 quant-ph
Single-ion addressing via trap potential modulation in global optical fields
迄今为止，离子量子位的单独寻址主要依赖于经由电磁场空间梯度或经由离子传输操作产生的离子之间的局部拉比或跃迁频率差。或者，可以通过利用全局驱动场中的局部相位差来合成任意局部单量子比特门。在这里，我们报告了使用全局门激光场中的轴向势调制在双离子晶体中对$^{40}$ Ca $^+$离子的单独寻址。我们通过一个量子位随机基准测试，对每个共同捕获的离子应用不同的随机序列来表征所得到的门性能。我们确定了主要的误差来源，并将结果与单离子实验进行比较，以更好地了解我们的实验局限性。这些实验形成了一个基础的通用控制的两个离子，限制在同一个势阱，与一个单一的门激光束。
2020-02-10 physics.atom-ph quant-ph
Extension of the Morris-Shore transformation to arbitrary time-dependent driving fields
涉及多个状态的量子系统的时间相关动力学的处理提出了相当大的技术挑战。处理此类系统最有效的方法之一是莫里斯-肖尔（MS）变换，该变换将多态动力学分解为一组具有更简单交互模式和非耦合旁观者状态的独立系统。标准MS变换对寻址状态的外部场的时间依赖性施加限制，因为它要求两个拉比频率具有相同的时间分布。在这项工作中，我们处理的情况下，时间依赖MS变换，这打开了各种物理上有趣的过程，其中领域可能有不同的时间依赖性的前景。我们探讨了绝热和双绝热极限，在其中我们证明了MS状态之间的人口转移，导致人口转移从一组状态到另一个。利用半绝热通过和分数受激喇曼绝热通过技术，我们证明了MS态之间的叠加态的产生，这些叠加态转化为所涉及能级的所有态的叠加。
2022-06-08 quant-ph
Doppler-free, Multi-wavelength Acousto-optic deflector for two-photon addressing arrays of Rb atoms in a Quantum Information Processor
我们展示了一个双波长声光偏转器（AOD）设计的两个波长偏转到相同的角度驱动两个RF频率。声光偏转器被设计成一个光束扫描器，用于在量子计算机中处理被囚禁的中性Rb原子的二维阵列中的双光子跃迁。动量空间被用于设计对于两个波长（780 nm和480 nm）具有相同衍射角并且在这些波长处具有非重叠布拉格匹配频率响应的AOD，使得当应用成比例的RF频率以使两个波长重叠时将不存在串扰。适当的晶体取向，晶体形状，传感器的大小，和传感器的高度确定与二氧化碲晶体（TeO2）制成的AOD。所设计和制造的AOD具有超过100个可分辨的斑点，在整个倍频程带宽内两个波长的宽分离的带形，两个波长（780 nm和480 nm）的空间重叠的衍射角，以及4 μ sec或更少的访问时间。其中第一装置上移且第二装置下移的级联AOD允许如寻址窄原子共振所需的无多普勒扫描而不失谐。实验表明，所设计的声光偏转器具有衍射限制的无多普勒扫描性能和空间分辨率。
2007-11-21 quant-ph
Efficient driving of a spin-qubit using single-atom magnets
University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；Ewha Womans University（梨花女子大学）
本研究通过单原子磁体高效驱动邻近单自旋量子比特，利用交换耦合调制实现数十兆赫兹范围的拉比速率，为量子态操控提供了新的方法。
2025-11-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rydberg quantum antennas for chip-interfaced single-photon source array
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Fujian Normal University（福建师范大学）
本文提出基于驻波光镊中一维原子链的里德伯量子天线，利用里德伯阻塞实现单光子发射，数值模拟显示收集效率超70%，仅需十个原子，为芯片集成单光子源阵列提供可行方案。
2026-09-18 quant-ph
Hybrid microwave-optical scanning probe for addressing solid-state spins in nanophotonic cavities
基于固态原子缺陷的自旋-光子界面在量子信息处理中有着广泛的应用。为了最大化光-物质耦合强度，通常在纳米器件内部放置缺陷。将光和微波辐射有效地耦合到这些结构中是一项实验挑战，特别是在样品访问受限的低温或高真空环境中。在这项工作中，我们展示了一个基于光纤的扫描探针，同时耦合到一个平面光子电路的光，并提供高功率微波驱动电子自旋跃迁。光学部分实现了46%的单向耦合效率，而微波部分提供了强度高达9高斯的交流磁场。整个探头可以在$^3$ He低温恒温器内的大量设备上进行扫描，而无需自由空间光学访问。我们证明了这种技术与硅纳米光子电路耦合到单个Er $^{3+}$离子。
2020-12-11 physics.optics quant-ph
Fano Resonance in Excitation Spectroscopy and Cooling of an Optically Trapped Single Atom
本研究针对光阱中单中性原子的冷却需求，采用电磁感应透明（EIT）技术实现冷却，在荧光激发光谱中观测到Fano共振，最终温度达约6 μK，较偏振梯度冷却效果提升一倍。
2023-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Individual Addressing and State Readout of Trapped Ions Utilizing Radio-Frequency Micromotion
本文提出利用可调射频微运动控制囚禁离子与激光场的耦合，实现了拉曼跃迁Rabi频率两个数量级的调节及全局照明下多离子荧光速率的单独控制，解决了紧密排列离子阵列难以单独寻址的问题。
2024-12-19 physics.atom-ph quant-ph
Doppler-insensitive two-qubit controlled-PHASE gate protocol with dual-pulse off-resonant modulated driving for neutral atoms
对于中性原子量子比特，冷原子的残余热运动构成了限制可访问的两量子比特门保真度的主要挑战。近年来，一种基于非共振调制驱动和里德伯阻塞效应的双量子比特控制相位量子门方案被引入中性原子量子比特平台。在此基础上，我们进一步开发了双脉冲非谐振调制驱动形式的升级。除了固有的优点，避免搁置人口在里德伯水平，不一定需要单独的网站寻址，不敏感的封锁移位的确切值，同时抑制人口泄漏误差和旋转误差，该协议的主要新功能是多普勒不敏感。原则上，门保真度在量子位原子的相对显著的速度范围内保持相当高。此外，我们预计，该协议将激发未来的改进量子门协议的其他类型的量子位平台，其策略可能会发现在量子最优控制领域的应用。
2019-12-10 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Two-qubit controlled-PHASE Rydberg blockade gate protocol for neutral atoms via off-resonant modulated driving within a single pulse
中性原子阵列是研究量子逻辑门的理想平台，人们一直致力于提高双量子比特逻辑门的保真度。我们报告了我们最近的研究结果，在构建一个不同类型的两个量子比特控制相位量子门协议与中性原子启用里德堡封锁，其目的是在鲁棒性和高保真度。它依赖于调制的驱动脉冲与特殊定制的平滑波形，以获得适当的相位积累的量子门。其主要特点包括在单个脉冲内完成门操作，不需要单独的位置寻址，对封锁移位的精确值不敏感，同时抑制了布居泄漏误差和旋转误差。在考虑原子运动、激光功率波动、功率不平衡、自发发射等误差的情况下，我们期望该协议具有较高的保真度，并希望该协议能在其他量子比特平台的量子门设计和量子最优控制的其他领域中产生新的应用.
2019-10-18 physics.atom-ph quant-ph
Driving alkali Rydberg transitions with a phase-modulated optical lattice
本研究提出一种基于有质动力相互作用的里德堡-里德堡跃迁光谱方法，利用相位调制驻波激光和Ku波段调制器的高次谐波实现宽频跃迁探测，具备无多普勒高分辨率特性，可用于高精度光谱及量子操控。
2022-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Control of open quantum systems: Manipulation of a qubit coupled to a thermal bath by an external driving field
本研究利用非平衡格林函数方法控制与热库耦合的量子比特，证明在Redfield/Lindblad适用参数范围内，非马尔可夫描述仍显著影响最优驱动剖面与演化速度，能更快达到目标态。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Addressing general measurements in quantum Monte Carlo
Westlake University（西湖大学）；Research Center for Industries of the Future, Westlake University（西湖大学未来产业研究中心）；Fudan University（复旦大学）；Institute of Natural Sciences, Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院自然科学高等研究院）；University of Health and Rehabilitation Sciences（健康与康复科学大学）
本文提出了一种通用方案，解决量子蒙特卡罗中的通用测量问题，通过重加权退火框架估算分区函数比值，应用于多种量子模型和统计问题。
2026-03-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Spin State Dynamics in a Bichromatic Microwave Field: Role of Bright and Dark States in coupling with Reservoir
驱动一个开放的自旋系统由两个强大的，近简并的领域，使解决人口的个别自旋状态，表征他们的相互作用与热浴，和测量他们的弛豫/退相干率。通过这样的处理，我们观察到嵌套的磁共振具有非平凡的依赖于微波场强度：而其中一个共振的宽度经历了一个强大的功率加宽，另一个表现出一个特殊的场诱导稳定。我们还观察到光致窄化的复合共振。观测结果解释了亮，暗叠加态的动力学和他们与水库的相互作用。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
