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单个腔内原子对单光子的最优存储
摘要： 我们理论分析了单光子量子存储的效率。光子沿传输线传播并入射到高精细度腔体的其中一个镜面上。该量子存储器由光学谐振腔内的单个原子构成，通过受控地将光子激发转移到原子的亚稳态来实现光子存储，这一过程借助经过特殊设计的激光脉冲驱动原子产生拉曼跃迁实现。我们的研究基于数值模拟，其中纳入了传输线的模式参数，并采用现有实验装置的实测参数。该模拟在相应参数范围内复现了输入-输出理论推导的结果，且可扩展应用于输入-输出形式体系无法直接处理的动力学计算场景。我们的分析确定了最大存储效率——即在自发衰减和腔体寄生损耗存在时，将光子稳定存储于原子激发态的最大概率。研究还给出了通过部分补偿寄生损耗来实现最大效率的激光脉冲形式。我们通过数值计算评估了基于绝热动力学的存储方案优于非绝热脉冲的条件，并系统性地确定了随系统参数变化的高效存储最短光子脉冲时长。
关键词： 单光子、三能级系统、存储效率、光学腔、单原子、量子存储器
更新于2025-09-23 15:21:01
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受种群弛豫影响的原子频率梳光子回波
摘要： 原子频率梳（AFC）是量子存储领域极具前景的方案，但仅在基态布居中构建理想AFC仍具挑战性。我们研究了一种初始形成于激发态与基态之间布居反转的不完美AFC，该结构在三能级系统中因布居弛豫发生重分布——其中长寿命亚稳态起着关键作用。通过建立理论模型，我们处理了弱输入脉冲的存储及光子回波形式的读取过程。通过理论与实验结果的对比，研究了受初始光谱结构与布居弛豫共同影响的AFC回波效率及输入脉冲整体衰减特性。
关键词： 原子频率梳、粒子数弛豫、量子存储器、三能级系统、光子回波
更新于2025-09-09 09:28:46
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Jaynes-Cummings-Hubbard系统中的有效三体相互作用
摘要： 本文介绍了一种适用于耦合腔阵列的Jaynes-Cummings-Hubbard模型推广形式，其中每个腔内嵌的两能级系统被替换为Ξ型三能级系统。我们证明由此产生的各格点有效极化子-极化子相互作用同时包含双体与三体成分。通过调节两个跃迁偶极矩阵元的比例，可在保持三体排斥作用的同时调控双体相互作用的强度与符号。进而我们展示了不同双体与三体相互作用如何改变平均场超流-莫特绝缘相图，在双体吸引区可能出现配对超流相。
关键词： 杰恩斯-卡明斯-哈伯德模型、配对超流相、三能级系统、超流-莫特绝缘体相变、极化子-极化子相互作用
更新于2025-09-09 09:28:46