- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
单个原子运动导致的光学腔模频率偏移
摘要： 利用量子相干效应，我们开发了一种检测光学腔内单个原子或离子运动的新技术。我们通过理论证明，腔内存在单个原子或离子会导致腔频率和透射探测光束相位发生偏移。研究表明，采用电磁感应透明（EIT）技术时，相位变化对共振频率附近的探测失谐极为敏感，其量级可达10^-4。
关键词： 光学腔、频移、单原子探测器、相移、量子相干性
更新于2025-09-23 15:22:29
-
相干性与路径信息之间关系的实验验证
摘要： 源自粒子超越经典范畴的叠加行为的量子相干性，是量子力学中最基本的特性之一。与之同源的波粒二象性现象与量子相干性存在紧密关联。近期，学界从理论上推导出了量子相干性与路径信息之间的精妙关系。本研究通过l1范数度量与最小错误态判别法，对此新发现的对偶性进行了实验验证。我们制备了三类以偏振自由度编码的双光子态，其中一束光子作为目标态，另一束作为探测态。观测结果表明：由相干性与路径信息对偶关系定义的类波?；ゲ剐约癇agan等式均得到完美满足。该成果或将为波粒二象性的本质起源，以及量子相干性作为量子技术基础资源的应用研究提供新见解。
关键词： 波粒二象性、最小误差态判别、巴根等式、路径信息、量子相干性、l1范数度量
更新于2025-09-23 15:22:29
-
量子相干性的最优提纯与资源浪费的减少
摘要： 我们提出了一种最优概率协议来提纯量子相干性。受特定纠缠提纯协议的启发，我们的主要成果产生了一个严格非相干操作——该操作能从任意纯量子态中制备出一系列可变维度的最大相干态之一。我们还扩展了这一协议：对于某些初始态，通过利用额外的转换至合适中间态的操作，可在输出态方面完全避免资源浪费。这些成果为高效量子资源操控提供了实用方案。
关键词： 蒸馏、资源理论、量子相干性、严格非相干操作
更新于2025-09-23 15:22:29
-
加强多测量下的熵不确定性关系并将其应用于量子相干性
摘要： 不确定性原理限制了我们同时预测量子粒子上两个不相容可观测量值的能力。该原理有多种表述形式。在量子信息理论中，它通过熵量度来表达。若将粒子视为与主粒子存在量子关联的记忆体，其不确定度界限就会发生改变。本研究提出了一种方法，用于将无量子记忆条件下的熵不确定关系转化为有量子记忆条件下的对应关系。研究表明，该方法获得的不确定度下界比现有成果更为严格。该方法还被用于推导存在量子记忆时多次测量的不确定关系。此外，针对给定态，利用存在量子记忆的不确定关系给出了单边相干性相对熵之和的下界，并论证了哪种下界更严格。
关键词： 量子存储器、熵不确定性关系、量子相干性、多次测量
更新于2025-09-23 15:21:21
-
二维光谱揭示最佳掺杂铜氧化物中量子叠加态的持续相干性
摘要： 具有迷人磁性和电子特性的量子材料可能是未来技术发展的关键。然而，在具有强电子关联的复杂材料中，宏观行为如何产生仍知之甚少。虽然对激发电子群动力学测量能提供一定见解，但它们大多忽略了量子相干性的复杂动态。在此，我们将多维相干光谱应用于典型铜氧化物，报道了持续约500飞秒的空前相干动态——这些动态直接源自相隔20至60毫电子伏特的光学激发态的量子叠加。结果表明，该能量范围内的态与约1.5电子伏特的光学激发态相关联，并揭示了不同能量尺度上量子多体态之间存在非平庸相互作用。通过揭示这些动态和相关性，我们证明多维相干光谱能以前所未有的方式探究复杂量子材料。
关键词： 多维相干光谱学、量子相干性、量子材料、电子关联、铜氧化物超导体
更新于2025-09-23 15:21:01
-
相干驱动开放量子系统动力学最优控制的变分方法
摘要： 量子相干性本质上影响着量子机器的动力学特性和性能表现。从原理上讲，相干控制能够增强功的提取并提升开放量子系统的演化速度。通过运用变分法中的先进工具，并在瞬时哈密顿量本征框架下重新表述控制问题，我们开发出一种通用技术——当外部控制可对系统哈密顿量实施全旋转操作时，该技术能最小化各类代价泛函。该方法随后被应用于时间和热损耗最小化问题，并在与玻色/费米热环境接触的两能级系统中获得显式求解。
关键词： 量子相干性、玻色热环境、费米热环境、开放量子系统、热损耗最小化、时间最小化、二能级系统、最优控制
更新于2025-09-23 15:21:01
-
单半导体量子点的共振荧光：静电环境波动的影响
摘要： 半导体量子点是单光子及高度不可区分光子的极高效来源。这些特性依赖于在单自旋层面实现系统相干控制的可能性。在这种终极控制水平下，量子点成为其固态环境极为敏感的探针，任何相互作用都会转化为改变其相干特性的退相位过程。在本专题综述中，我们概述了电荷噪声问题——这一仍需克服的主要退相位机制。该现象与样品制备密切相关，源于量子点周围波动的静电环境，导致难以形成统一描述。我们展示了单量子点共振荧光实验中观测到的电荷噪声共同特征，并讨论了文献中为解决该问题提出的不同方法。
关键词： 量子点、量子相干性、光学特性、共振荧光、激子、III-V族半导体
更新于2025-09-23 15:19:57
-
通过多重量子相干性验证多体纠缠的格林伯格-霍恩-泽林格态
摘要： 生成和验证多体纠缠的能力是近期量子器件的重要基准指标。我们基于多重量子相干性开发了一种可扩展的纠缠度量方法，并在20量子比特超导器件上进行了实验验证。我们报告了一个18量子比特GHZ态的态保真度为0.5165±0.0036，表明所有18个量子比特间存在多体纠缠。我们的纠缠度量方法对噪声具有鲁棒性，且仅需测量基态布居数；该方法可便捷应用于其他量子器件以验证多体纠缠。
关键词： 量子相干性、多体纠缠、量子计算、超导量子比特、GHZ态
更新于2025-09-23 15:19:57
-
具有周期性驱动的三能级系统的时域光栅
摘要： 时域中的物理系统可能在实空间中表现出类似现象，例如时间晶体、时域菲涅尔透镜以及量子比特中的调制干涉。本文通过两种方案——同步调制与互补调制，在周期性调制的探测场和控制场中利用超导三能级系统实验实现了时域光栅。实验和数值结果均呈现调制后的奥特勒-汤斯（AT）效应与调制诱导衍射（MID）效应。理论结果证实：AT与MID效应的干涉条纹峰位由常规二能级相对相位决定；而仅在互补调制中出现的衍射条纹则与三能级相对相位相关。进一步分析表明，这种单原子时域衍射源自两个时域光栅间的关联效应。此外发现衍射条纹宽度与控制场功率无关。本研究为调制多能级系统的量子相干性实验探索提供了新思路，有望在强驱动条件下的快速全微波开关与量子门操作中获得应用。
关键词： qutrit（三量子比特）, Autler-Townes效应, 调制, 量子相干性, 时域光栅, 调制诱导衍射
更新于2025-09-23 16:53:05
-
边界条件下处于涨落真空电磁场中的匀加速原子的量子相干行为
摘要： 我们研究了在导体边界条件下，均匀加速原子与涨落电磁场相互作用时量子相干性（QC）的动力学行为。首先推导出原子演化所遵循的主方程。研究发现：若无边界存在，量子相干性会在Unruh热浴和真空涨落作用下衰减；但当存在边界时，量子相干性的退化、涨落及保持状态与边界效应、原子极化方向及加速度密切相关。此外，在边界存在的情况下，当原子具有横向极化特性且靠近该边界时，量子相干性能有效抵御真空涨落和Unruh热效应的影响，而边界的存在也为调控量子相干性行为提供了更多自由度。
关键词： 动力学、安鲁效应、电磁场、量子相干性
更新于2025-09-23 20:07:57