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杰恩斯-卡明斯模型中的一致性和催化作用
摘要 近来，人们对相干性作为量子热力学资源的问题产生了浓厚的兴趣。然而，迄今为止，分析主要集中在一些人为的理论模型上。我们试图通过研究量子光学相干性的“催化”性质，将这些想法更接近实验研究。这里考虑了相干态腔场与两级原子序列的相互作用，这种状态在量子光学中普遍存在，是稳定的经典光源的模型。使用 Jaynes - Cummings 相互作用哈密顿量，可以形成动力学的精确解，并分析原子和腔态随每次原子场相互作用的演变。以这种方式，当相干性转移到原子序列时，可以检查相干态的退化。在使用相干性作为热力学资源的背景下，腔模式中相干性的相关退化是重要的。
超原子中拓扑保护的量子相干性
探索拓扑量子态的性质和应用对于更好地理解拓扑物质至关重要。在这里，我们从理论上研究了一个准一维拓扑原子阵列。在低能区，原子阵列相当于一个拓扑超原子。在腔中驱动超原子，我们研究了光与拓扑量子态之间的相互作用。我们发现边缘态表现出拓扑保护的量子相干性，这可以从光子传输中表征。这种量子相干性有助于我们找到超辐射-亚辐射跃迁，我们还研究了它的有限尺寸缩放行为。超辐射-亚辐射跃迁也存在于对称性破坏系统中。更重要的是，结果表明亚辐射边缘态的量子相干性对随机噪声具有鲁棒性，使得超原子可以作为拓扑保护的量子存储器工作。我们建议用三维电路 QED 进行相关实验。我们的研究可能在基于拓扑边缘态的量子计算和量子光学中得到应用。
基于距离的量子相干性和非经典性方法
相干性是光的波动性和物理学的量子性背后的概念。在量子力学中，薛定谔猫很好地说明了相干性，即宏观不相容情形的相干叠加。当叠加态的相干性消失时，所有量子特性都消失，取而代之的只是对猫态的经典无知。实际上，退相干是解释经典世界出现的最流行机制 [1]。这是量子光学和经典光学中发展迅速的研究领域。在经典光学中，近年来干涉相关现象扩展到矢量光引起了人们的兴趣 [2-6]。在量子光学中，相干性作为量子信息处理等新兴量子技术的基础的发现促使了这项研究 [7]，量化相干性已成为资源理论 [8,9] 所表达的中心任务。从相干性作为量子特征的理解来看，似乎有理由将其作为从第一原理研究非经典行为的任何方法的基础。在本文中，我们建立了量子相干性与非经典性之间的定量关系。我们发现非经典性是通过改变基可以显示的最大相干性，这与偏振度是在幺正变换下可以达到的两个填充模式之间的最大相干性相同[10-12]。基于l1范数的相干性量化器已被建立为有限维空间中相干性的良好度量[8,9]。在本文中，我们用类似Hellinger的距离来表示这种相干性测度。我们还定义了与此距离相关的所有量值的量化器。在第二部分中，我们建立了这些量化器并推导了有限维空间中它们之间的关系。在第三节中，我们计算了一些相关状态的相干性。在第四节中，分析在无限维空间中重现。在第五节中，我们研究该理论是否可以扩展到具有连续光谱的参考可观测量。Fi-
量子相干性促进量子工作
令人吃惊的是，可以从量子系统中获得的能量并不由系统的能量决定。这一违反直觉事实的物理来源是，开尔文和普朗克提出的热力学第二定律禁止从热平衡态循环提取功 [4]。因此，热状态通常被称为被动 [5]。因此，在循环（幺正）过程中可以提取的最大功由其平均能量的“非被动”部分决定。这个量定义为状态平均能量与相应被动状态之间的差，被命名为 ergotropy（来自“ergo”表示功和“trope”表示变换），类似于熵这个词 [6]。在没有相干性的系统中，非相干性 ergotropy 仅取决于能级的布居分布。然而，在能级之间存在相干性的情况下，出现了一种新的非经典贡献，即相干性 ergotropy [7]。值得注意的是，它是非负的，表明一致性可以增强系统的工作生产能力。
通过设计 TLS 耗散来提高量子比特相干性
B41.002：高 Q 值超导谐振器高电阻率硅晶片低温损耗角正切测量 B57.002：超导 Nb 薄膜中亚间隙准粒子散射和耗散 B57.008：Nb 超导射频腔的电磁响应 B57.010：用于高 Q 值谐振腔的高纯铌超导态氢化物的非平凡行为 B57.012：轴子搜索的可行性研究：Nb SRF 腔中的非线性研究 D37.002：基于三维微波腔的微波光量子转导 D39.013：带有级联低温固态热泵的量子阱子带简并制冷 D40.008：基准测试方八边形晶格 Kitaev 模型的 VQE D41.003：用于量子计算的 Nb 谐振器中氧化铌退火的原位透射电子显微镜研究 F36.005：识别超导量子比特系统中缺陷和界面处的退相干源 F36.006：使用双音光谱理解和减轻超导射频 (SRF) 腔中的损耗 F36.007：通过 HT 相界分析优化用于量子器件的 Nb 超导薄膜 F36.008：循环：超导量子比特的多机构表征 F36.010：铌射频腔的 Nb/空气界面的原子尺度研究 K29.002：超导量子材料与系统 (SQMS) – 新的 DOE 国家量子信息科学研究中心M41.009：可调谐 transmon 量子比特的长期能量弛豫动力学作为损耗计量工具 N27.006：超导量子材料与系统 (SQMS) 研究中心的量子信息科学生态系统工作 Q71.007：高磁场中的超导材料在高能物理量子传感中的应用 Q37.005：多模玻色子系统量子启发式的数值门合成 S38.003：基于微米级约瑟夫森结的约瑟夫森参量放大器的制造和特性 S72.009：探究低温真空烘烤对超导铌 3-D 谐振器光子寿命的作用 T00.106：铌硅化物纳米膜的稳定性、金属性和磁性 T00.119：不同 RRR 值的铌膜的特性低温 T72.005：单个纳米结处异质偶极场和电荷散射的太赫兹纳米成像 W40.006：量子芝诺效应对两能级系统的动态解耦 W34.013：3D SRF QPU 的潜在多模架构探索 Y34.008：高相干性 3D SRF 量子比特架构的进展 Y40.009：理解和减轻超导量子比特中 TLS 引起的高阶退相干
在Schwarzschild时空时的最大转向连贯性
摘要在过去的二十年中，Schwarzschild时空中对Quanblyness的探索引起了人们的兴趣，尤其是关于Hawking Radia对量子相关性和量子相干性的影响。在这个基础上建立，我们调查了鹰辐射影响最大转向连贯性（MSC） - 一种关键措施，以衡量通过转向产生连贯性的能力。我们发现，随着鹰温度的升高，物理上可访问的MSC降解，而MSC无法访问则增加。该观察结果归因于对所有双骨模式的初始量子相关性的重新分布，这是惯性观察者所认识到的。尤其是，我们发现在鹰式温度倾向于限制的情况下，可访问的MSC等于1 /√< / div>
具有非常长相干时间的量子比特系统
通用量子计算和量子模拟需要多量子比特架构，具有精确定义、稳健的量子比特间相互作用，以及局部可寻址性。这是一个尚未解决的挑战，主要是由于可扩展性问题。这些问题通常源于对量子比特间相互作用的控制不佳。分子系统是实现大规模量子架构的有前途的材料，因为它们具有高度的可定位性和精确定制量子比特间相互作用的可能性。最简单的量子架构是双量子比特系统，可以使用它实现量子门操作。为了可行，双量子比特系统必须具有较长的相干时间，量子比特间相互作用必须定义明确，并且两个量子比特还必须在相同的量子操纵序列中单独寻址。本文介绍了对氯化三苯甲基有机自由基的自旋动力学的研究结果，特别是全氯三苯甲基 (PTM) 自由基、单官能化 PTM 和双自由基 PTM 二聚体的自旋动力学。在低于 100 K 的所有温度下，都发现了高达 148 μ s 的超长集合相干时间。证明了双自由基系统中的双量子比特和单个量子比特可寻址性。这些结果强调了分子材料在量子架构开发方面的潜力。
三量子比特态家族中的混合性、相干性和纠缠
现代物理学的最新发展表明，量子关联（例如量子纠缠）及其与量子相干性的关系在理解各种物理系统的性质方面发挥着重要作用。相干性不仅在经典理论（例如射线光学）中研究，而且在各种量子系统中得到讨论，例如与量子信息论相关的系统。1938 年，Zernike 首次在经典场传播理论领域引入了相干度的概念 [1]。接下来在 1950 年，Hanbury Brown 和 Twiss 研究了恒星干涉仪系统中的高阶相干性 [2]。量子相干理论由 Glauber [3,4] 和 Sudarshan [5] 于 1963 年提出，随后由 Metha 和 Sudarshan [6] 于 1965 年进一步发展。另一方面，我们可以在 [7] 和 [8,9] 中分别找到对经典和量子相干理论的详尽介绍。量子相干理论在量子光学领域的研究中得到了广泛的应用 [3,4]。近年来，人们在各种模型中研究了量子相干性和纠缠之间的关系，包括描述高 Q 腔中原子集合的模型 [10]、光机械系统 [11]、两个强耦合的玻色子模式 [12] 或三模光机械系统 [13]。纠缠系统在量子信息论中有着各种实现，特别是在量子通信、量子密码学 [14] 和量子计算 [15–22] 中。最大或强纠缠态在量子隐形传态[23-26]或安全量子通信[27,28]等过程中起着重要作用。因此，加深对纠缠性质及其与其他形式的量子关联和相干性的关系的认识仍然至关重要。因此，在我们的研究中，我们不仅会考虑纠缠和相干之间的关系，还会考虑状态的混合性。描述纠缠和混合性[29-35]或相干性和混合性[36-41]或相干性的量之间的相互关系
时间相干性降低的数字全息实验
摘要。为了模拟多纵向模式和中心频率快速波动的影响，我们分别使用了正弦相位调制和线宽加宽。这些效应使我们能够降低主振荡器激光器的时间相干性，然后我们将其用于进行数字全息实验。反过来，我们的结果表明，相干效率随条纹可见度二次下降，并且我们的测量结果与我们的模型一致，正弦相位调制的误差在 1.8% 以内，线宽加宽的误差在 6.9% 以内。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.OE.59.10.102406]