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通过前馈消除光学相位噪声增强量子态转移
在现代物理学的许多领域，利用光场对量子态进行鲁棒控制至关重要。根据平台不同，这可以通过单光子或双光子驱动场来实现单量子比特和纠缠操作[1-3]。控制保真度可以通过使用脉冲整形方案来增强[4]。一种广泛使用的技术是受激拉曼绝热通道（STIRAP）[5,6]，它通过耦合到中间态实现两个离散态之间的粒子数转移。STIRAP 的显著优点是它不受中间态自发辐射损失的影响，并且在激光强度等实验条件下对噪声相对不敏感[6]。这使得 STIRAP 在超导电路[7]、囚禁离子[8]、氮空位中心[9]、光机械谐振器[10]、光波导[11]和超冷分子合成[12]中找到了重要的应用。尽管 STIRAP 对激光振幅噪声不太敏感，但它本身对快速激光相位噪声很敏感，因为它依赖于暗态的绝热演化 [6,13] 。为了最大限度地降低相位噪声，需要使用线宽较窄的激光器。这通常是通过主动将光的频率稳定到稳定的参考点（如光学腔）来实现的。这个过程降低了反馈环路带宽内频率的相位噪声，但也会在更高频率下引入额外的噪声。这种高频相位噪声俗称伺服
通过二维刺激的拉曼绝热通道在空间上强烈限制了原子激发
摘要：我们考虑一种通过二维刺激的拉曼绝热通道（2D搅拌）过程的亚波长超定位和原子质波的图案的方法。最初在其地面上制备的原子与Doughnut形的光学涡流泵束相互作用，而波动波则在空间中具有恒定（顶帽）强度曲线的激光束。梁以违反直觉的时间序列发送，其中stokes脉冲在泵脉冲之前。与行动波和涡流束相互作用的原子通过2D搅拌将其转移到最终状态，而位于涡流束核心的原子保持在初始状态，从而在基态原子的空间分布中形成了一个超鼻纳米尺度原子位。通过数值模拟，我们表明，2D搅拌方法的表现优于建立的相干种群捕获的方法，从而产生了原子激发的更强限制。Gross-Pitaevskii方程的数值模拟表明，使用这种方法可以在被困的Bose-Einstein冷凝物（BEC）中创建2D明亮和深色的孤子结构。该方法允许人们避免由常规方法固有的衍射极限设置的限制，以形成局部孤子，并完全控制纳米分辨率缺陷的位置和大小。
![arXiv:1904.09915v2 [quant-ph] 2020 年 6 月 17 日 - MPG.PuRe](/simg/g:\will\search\icon\source\4\439459367d76ad5be15d8a574b59536dfc429df6.webp)
arXiv:1904.09915v2 [quant-ph] 2020 年 6 月 17 日 - MPG.PuRe
绝热通道技术用于将系统从一个量子态驱动到另一个量子态，在物理和化学中得到广泛应用。我们专注于在强耦合系统上空间传输量子振幅的技术，例如模拟拉曼绝热通道 (STIRAP) 和绝热通道相干隧穿 (CTAP)。先前的结果表明，该技术在某些图上有效，例如线性链、方格和三角格以及支链。我们证明，类似的协议在一大类 (半) 二分图中更普遍地起作用。特别是在随机耦合下，绝热传输在允许完美匹配的图上是可能的，无论是在发送方被移除时还是在接收方被移除时。STIRAP/CTAP 的许多有利稳定性特性都是继承的，我们的结果很容易应用于多个潜在发送方和接收方之间的传输。我们用数字测试了树叶之间的传输，发现传输出奇地准确，尤其是在使用跨接时。我们的研究结果可能应用于多台量子计算机之间的短距离通信，并在图论中提出一个关于 0 值附近谱间隙的新问题。
利用 Autler-Townes 效应进行声子数状态的单次测量
捕获离子量子信息处理的常用方法是利用电子态存储信息，而离子链共享的运动模式可实现纠缠操作[1]。然而，运动模式可以发挥更积极的作用。例如，运动自由度可用于存储量子信息[2]，从而允许使用捕获离子进行连续变量的量子信息处理。运动模式也是量子逻辑谱学中非常重要的工具[3]，这使得精确的原子钟成为可能[4]。此外，在计量学中，非经典离子运动状态可以发挥优势[5 – 7]。从更基本的方面来看，捕获离子运动在量子热力学研究中充当工作介质[8 – 10]。研究陷阱势变化时声子对产生的动力学可以模拟粒子的产生，从而建立量子信息处理和宇宙学之间的联系[11]。最后，局部声子的测量及其跟踪使得运动自由度的量子模拟成为可能[12,13]。捕获离子的运动可以用各种方法测量[8,12,14 – 19]，包括通过交叉克尔非线性[18,20,21]和复合脉冲序列[12]。还有使用快速绝热通道（RAP）[22,23]和受激拉曼绝热通道（STIRAP）[24]序列或多色振幅调制的方案