完全去极化的量子通道始终输出完全混合态,因此无法传输任何信息。然而,在最近的一封信 [D. Ebler et al. , Phys. Rev. Lett. 120, 120502 (2018) ] 中,却表明如果量子态通过两个具有不同阶量子叠加的通道(这种装置称为“量子开关”),则信息仍然可以通过这些通道传输。在这里,我们表明,当人们相干地控制通过两个相同的去极化通道之一发送目标系统时,可以获得类似的效果。虽然人们很容易将量子开关中的这种效应归因于通道之间不确定的因果顺序,但因果不确定性在这种新场景中不起作用。这引发了人们对其在量子开关相应效应中的作用的质疑。我们详细研究了这一新场景,发现当量子信道被相干控制时,有关其具体实现的信息可以在联合控制目标系统的输出状态中访问。这允许区分通常被认为是同一信道的两种不同实现。更一般地,我们发现,要完整描述相干控制量子信道的作用,不仅需要指定信道的描述(例如,以 Kraus 算子的形式),还需要根据其实现指定一个额外的“变换矩阵”。
被捕获的离子可以通过用激光激发其内部电子态形成有效的量子二能级系统,从而充当有前途的可扩展量子比特,而离子在谐波势阱中的量化运动状态使我们能够通过库仑力与相邻离子相互作用。因此,高保真操作需要精确了解系统的运动退相干时间,即离子的运动状态不再可靠地被知道或不再能被控制的时间。现有的运动相干性测量通过将运动状态与激光驱动的内部跃迁耦合来间接控制和测量运动状态,因此,它们可能容易出现电子状态退相干和激光幅度或频率波动。在本论文中,我们应用了之前提出的直接电场操纵被捕获离子运动相干态的机制,在一种新的自由进动序列中测量运动相干时间。该序列由连续谐振子相空间中两个相位差可变的相干位移组成,由可变的延迟时间分隔。在 4 开尔文的超高真空室中,使用位于铌表面电极阱上方 50 微米处的锶-88 + 离子,我们测量了 (24 ± 5) 𝑠 − 1 的运动退相干率。该测量速率与系统的预期退相干率相匹配,其中捕获离子加热在幅度上超过其他形式的退相干,这很可能是我们系统的情况。
B. 激发导致零级激子态,每个点由两个空穴态(h1 和 h2,蓝色条)和一个电子态(e,红色条)组成。可以构建 8 个激子态,4 个局部激子,即 h1eA(顶行),其中空穴-电子对位于同一点上(激发用直线表示)和 4 个电荷转移,即 h1A-eB,(CT 态,底行),其中空穴和电子位于不同的点上(激发用曲线表示)。C. 异质结的本征激子态
由于Lidar已成为传感器世界中的热门话题,这主要是由于ADA和自动驾驶领域的努力,因此已经出现了关于直接检测(或飞行时间)还是相干(例如,频率调制连续波,例如)光子检测是最佳的辩论。实际上,“最佳”在很大程度上取决于应用程序。LIDAR用于从交通管理,驾驶员援助和自动驾驶,地面映射到气象应用的各种应用中。不同的激光雷达性能指标的重要性 - 最大范围,准确性,干扰免疫,成本等。- 因应用程序而异。即使在同一应用程序中,某些系统选择也可能偏向一个或另一个参数的重要性。本文旨在讨论直接和连贯检测的不同特征,以教育对LiDAR感兴趣的人并允许他们做出知情的系统选择。
模式锁定是一种直接从激光振荡器获得短脉冲1 - 4的方法。这是一种常见且非常基本的技术,几乎用于现代光学的所有领域。典型的应用称为被动模式锁定(PML),通过将非线性(饱和)吸收器掺入激光腔中,可以实现。在这样的两部分腔中,由于放大器/吸收器截面的饱和,可以实现短脉冲的产生,因此脉冲持续时间τp大于放大器和吸收器切片中的极化松弛时间t 2。因此,在这种基于PML的激光器中,脉冲持续时间从根本上受到增益培养基1、2、5的逆带宽的限制。发生相反的情况,当腔中的电场如此强,以至于Rabi频率ωr
回想一下位移算符如何变换光子振幅算符,ˆ D ( α )ˆ a † ˆ D † = ˆ a † − α ∗ ,状态可以写成位移和创造的连续
大约 50 年前,超导量子器件彻底改变了精确测量和电气计量,当时基于约瑟夫森效应的 SQUID 和量子电压标准被发明。最近在超导纳米线中发现的相干量子相移 (CQPS) 为量子信息处理和计量学中的约瑟夫森效应提供了一种替代方案。完全由超导材料制成的 CQPS 器件具有多种优势,例如制造步骤比约瑟夫森效应器件少、对较大电流的稳定性强、参数范围宽,并且似乎没有约瑟夫森器件绝缘隧道势垒中存在的不良两级涨落器。预计单个 CQPS 器件可以产生比单电子泵高得多且可能更精确的量化电流,而单电子泵是目前最先进的量子电流标准。
本文感兴趣的特定量子态是两个相位相反的相干态的叠加,通常称为(薛定谔)猫态。猫态可用作量子计算机中的逻辑量子比特基础 [2, 3]。它们还可以用作干涉仪的输入态,干涉仪能够以比光波长通常施加的限制更高的精度测量距离 [4]。仅通过幺正演化将单个相干态转换为猫态需要很强的非线性。此外,猫态对光子吸收的退相干极为敏感。出于这些原因,平均包含多个光子的猫态仅在腔量子电动力学实验中产生,在该实验中,原子与限制在高精度光学腔内的电磁场相互作用 [5, 6]。在这种实验中,腔将光学模式限制在一个很小的体积内,因此
图 2 (a) 玻璃基板上铋薄膜在 1.08 mJ/cm 2 的通量下的瞬态反射率变化。绿色箭头为眼睛引导,指示随着厚度的减小,下降移至较短的延迟时间,虚线表示 22.6 nm 铋膜的下降在 14.4 ps 处。插图:Bi/玻璃中 CAP 的产生和检测示意图:红色箭头为探测光,紫色箭头为 CAP;探测器记录了从表面反射的探测光束与 CAP 调制探测光束之间的干涉;(b) 第一次下降的出现时间与薄膜厚度的关系(橙色线是眼睛引导的直线)。