我们在实验上证明了一个多模干涉仪,其中包含一个被困在谐波电势中的39 K原子的玻色子凝结物,在该原子间相互作用中可以取消利用Feshbach的共振。kapitza-dirac从光学晶格中的衍射将BEC一致地分配在多个动量成分中,同样间隔,形成了不同的干涉路径,而轨迹被捕获的har-nonig势封闭。我们研究了两种不同的干涉方案,其中重组脉冲是在确定电位的全部或一半振荡后应用的。我们发现,干涉仪输出处动量成分的相对幅度通过诱导的谐波电位相对于光学晶格的诱导位移对外力敏感。我们展示了如何校准干涉仪,充分表征其输出并讨论透视改进。
我们分析了结合小处理器和存储单元的量子计算机架构的性能。通过关注整数分解,我们显示了使用带有最近邻居连接的Qubits平面网格相比,加工量量数的几个数量级。这是通过利用时间和空间多路复用的内存来实现的,以在处理步骤之间存储量子状态。具体而言,对于10-3的特征物理门错误率,处理器周期时间为1微秒,分解一个2 048位RSA整数在177天内可以在177天内使用3D仪表颜色代码,假设阈值为0。75%的处理器用13个436个物理Qubits制造,并且可以存储2800万个空间模式和45个时间模式,并具有2小时的存储时间。通过插入其他错误校正步骤,证明1秒的存储时间足以使运行时的成本增加约23%。较短的运行时间(和存储时间)可以通过增加处理单元中的量子位数来实现。我们建议使用用超导量子台制成的处理器与使用稀土离子掺杂的固体中的光子回声原理的处理器之间的微波接口实现这种体系结构。
摘要 - 使用多模纤维用于越来越多的应用,例如光电信,内窥镜成像或激光束成型,这是一个上升趋势,这些应用需要了解纤维特性。在本文中,我们提出了一种新方法,用于从一组没有干涉测量的斑点输出模式中学习多模光纤的复杂传输矩阵。在第一步中,我们的方法找到了一个模型,可以预测多模纤维远端相干光束的强度模式。在第二步中,通过在远场中使用一些额外的强度图像来改进该模型,从而预测了实际的3D复合场,而无需使用参考光束,就可以预测离开多模纤维。我们的两步方法通过标准的50µm核直径踏板纤维在数值和实验上进行了验证,该纤维在1064nm时指导高达140 LP模式。在实验上,使用验证集,我们在近场和远场的纤维输出处获得了预测和真实斑点图像之间的相似性和98.5%的相似性,证明了检索到的复杂传输矩阵的准确性。最后,我们成功地在两个平面中同时证明了图像的投影,以证明复杂场塑造的证明。索引术语 - 机器学习,多模纤维,复杂传输矩阵,无参考方法,可变形镜
摘要:铁电范德华(VDW)异质结构的接口驱动效应为搜索替代设备体系结构提供了新的机会,以克服von Neumann瓶颈。但是,它们的实施仍处于起步阶段,主要是通过电气控制。在寻求新型神经形态体系结构时,制定其他光学和多态控制的策略是最大的兴趣。在这里,我们证明了铁电场效应晶体管(FEFET)的铁电偏振状态的电和光学控制。完全由Res 2/hbn/cuinp 2 S 6 VDW材料制成的FeFets达到的ON/OFF比率超过10 7,磁滞存储器窗口最大为7 V宽,多个寿命超过10 3 s。此外,Cuinp 2 S 6(CIPS)层的铁电偏振可以通过光激发VDW异质结构来控制。我们进行了波长依赖性研究,该研究允许在极化的光学控制中识别两种机制:带对波段光载体在2D半导体RES 2中生成2D半导体电压,并进入2D Ferroectric CIPS。最后,通过在三种不同的突触模式下操作FEFET来证明异突触可塑性:电刺激,光学刺激和光学辅助突触。模拟关键的突触功能,包括电气长期可塑性,光电可塑性,光学增强和峰值速率依赖性可塑性。模拟的人工神经网络表现出非常出色的精度水平,即接近理想模型突触的91%。这些结果为未来对光面性VDW系统的研究提供了新的背景,并将铁电VDW异质结构放在下一个神经形态计算体系结构的路线图上。关键字:神经形态计算,突触,光电子,铁电,二维材料■简介
压缩态的压缩分布到一组独立的光学模式上,是连续变量量子信息技术领域的重要量子资源 [1],例如单向量子计算 [2] 和量子通信 [3]。此外,多模压缩光在计量应用方面是一种很有前途的工具,特别是用于具有量子增强灵敏度的多参数估计 [4,5]。例子包括通过空间多模压缩实现量子成像 [6,7],以及利用时间/光谱多模压缩光实现远距离时钟的量子改进同步 [8]。上述广泛的潜在应用与不断增强的产生、控制和检测多模量子光的能力密切相关,这得益于空间光调制器、光频率梳、多像素探测器等光学技术的发展。压缩光通常通过放置在光学腔内的二阶非线性晶体中的参量下转换 (PDC) 获得,即所谓的光学参量振荡器 (OPO)。光学腔增强了非线性相互作用,并将压缩光限制为单个空间模式。通过利用光的不同自由度(例如时间/光谱 [ 9 ]、空间 [ 10 ] 和轨道角动量 [ 11 ]),可以产生多模压缩。然而,OPO 谐振腔将压缩带宽限制在谐振腔带宽内。产生宽带多模压缩的一种有前途的替代方法是使用单通 PDC 源,用脉冲激光器泵浦,该激光器在频域中具有光频梳 [ 12 ]。采用脉冲泵浦的单通设计可确保在 PDC 输出的每个脉冲上都维持压缩 [ 13 , 14 ]。基于非线性波导的单通
M. L. Drechsler,M。Lorke,F。Jahnke理论物理研究所,不来梅大学,Otto-Hahn-Allee 1,28359 Bremen,德国,德国电子邮件:mon dre@uni-bremen.de l. S.-M. Choi,F。Nippert,A。Koulas-Simos,S。Reitzenstein固态物理研究所,柏林技术大学,Hardenbergstr。 36,10623柏林,Ger-许多电子邮件:luca.choi@physik.tu-berlin.de; felix@physik.tu-berlin.de; aris.koulas-simos@tu-berlin.de; stephan.reitzenstei berlin.de; M. R. Wagner Paul-Drude-Institut,用于节日个人电子电子产品,莱布尼兹研究所柏林E.V.,Hausvogteiplatz研究协会,Hausvogteiplatz 5-7,10117柏林,德国固体州立物理研究所,柏林技术大学,柏林,Hardenbergstr。 36,10623柏林,播放:wagner@pdi-berlin.de F. F. Tabataba-vakili物理学学院,慕尼黑量子量子中心和纳米科学中心和卢德维格 - 米克斯米尔人 - 马克西米利人 - 穆特尼亚人 - 穆特·穆特·穆纳奇(Ludwig-Maximilians-universitötmünchen) (MCQST),Schellingstraße4,80799慕尼黑,Germation:f.tabataba@lmu.de B. Alloing,P。BoucaudUniversit´e Cˆote d'Azur d'Azur,CNRS,CNRS,CNRS,CRHEA,CRHEA,RUE BERNARD GR'EGORY,RUE BERNARD GR'EGORY,0690555555555555555550505 SOPHIA-SOPHIA-SOPHIA-ASSHIAIPOLIS,FIMASTIPOLIS,FIMASSIPOLIS,FIMASS:: blandine.alloing@crhea.cnrs.fr; philippe.boucaud@crhea.cnrs.frM. L. Drechsler,M。Lorke,F。Jahnke理论物理研究所,不来梅大学,Otto-Hahn-Allee 1,28359 Bremen,德国,德国电子邮件:mon dre@uni-bremen.de l. S.-M. Choi,F。Nippert,A。Koulas-Simos,S。Reitzenstein固态物理研究所,柏林技术大学,Hardenbergstr。36,10623柏林,Ger-许多电子邮件:luca.choi@physik.tu-berlin.de; felix@physik.tu-berlin.de; aris.koulas-simos@tu-berlin.de; stephan.reitzenstei berlin.de; M. R. Wagner Paul-Drude-Institut,用于节日个人电子电子产品,莱布尼兹研究所柏林E.V.,Hausvogteiplatz研究协会,Hausvogteiplatz 5-7,10117柏林,德国固体州立物理研究所,柏林技术大学,柏林,Hardenbergstr。36,10623柏林,播放:wagner@pdi-berlin.de F. F. Tabataba-vakili物理学学院,慕尼黑量子量子中心和纳米科学中心和卢德维格 - 米克斯米尔人 - 马克西米利人 - 穆特尼亚人 - 穆特·穆特·穆纳奇(Ludwig-Maximilians-universitötmünchen) (MCQST),Schellingstraße4,80799慕尼黑,Germation:f.tabataba@lmu.de B. Alloing,P。BoucaudUniversit´e Cˆote d'Azur d'Azur,CNRS,CNRS,CNRS,CRHEA,CRHEA,RUE BERNARD GR'EGORY,RUE BERNARD GR'EGORY,0690555555555555555550505 SOPHIA-SOPHIA-SOPHIA-ASSHIAIPOLIS,FIMASTIPOLIS,FIMASSIPOLIS,FIMASS:: blandine.alloing@crhea.cnrs.fr; philippe.boucaud@crhea.cnrs.fr
有几种方法可以质疑物理系统状态的具体量子力学特性。首先,人们可能会问它的相干性有多强。量子态相干叠加的存在是物质波干涉现象的起源,因此,这是一个典型的量子特征,对此提出了几种测量和证据(有关最近的综述,请参阅 [1])。其次,当所研究的系统是二分或多分系统时,其组成部分的纠缠是另一个内在的量子特征。有大量文献探讨了各种测量方法来量化给定状态中包含的纠缠量 [2–14]。最后,对于玻色子量子场的模式,出现了第三种非经典性概念,通常称为光学非经典性。根据格劳伯的观点,光场的相干态(及其混合态)被视为“经典”,因为它们具有正的格劳伯-苏达山 P 函数 [15]。从那时起,多年来人们开发了多种光学非经典性测量方法,以测量与光学经典状态的偏离 [15–41]。光场量子态的这三种不同的、典型的量子属性被认为可作为量子信息或计量学的资源 [38, 39, 42–44]。那么自然而然地就会出现一个问题:这些属性之间有着什么样的定量关系。例如,在 [45] 中,给出了使用非相干操作从具有给定相干度的状态中可以产生多少纠缠的界限:这将相干性与纠缠联系起来。在 [46] 中,状态的相干性和光学非经典性被证明是相互关联的:远对角线密度矩阵元素 ρ ( x, x ′ ) 或 ρ ( p, p ′ ) 的显著值(称为“相干性”)是状态的光学非经典性的见证。我们的目的是建立多模玻色子场的光学非经典性和二分纠缠之间的关系。直观地看,由于所有光学经典态都是可分离的,因此强纠缠态应该是强光学非经典态。相反,仅具有弱光学非经典性的状态不可能高度纠缠。为了使这些陈述精确且定量,我们需要测量纠缠度和光学非经典性。作为评估二分纠缠的自然指标,我们使用形成纠缠 (EoF) [4]。关于光学非经典性,我们使用最近引入的单调性 [38, 39],我们将其称为总噪声单调性 ( M TN )。它是通过将纯态上定义的所谓总噪声∆x2+∆p2扩展到混合态(通过凸屋顶结构,参见(1))得到的,对于该值来说,它是光学非经典性的一个完善的量度[38–41]。我们的第一个主要结果(定理 1 和 1')在于,对于 n = n A + n B 模式的二分系统的任意状态 ρ,EoF(ρ) 关于 M TN (ρ) 的函数有一个上限。特别地,当 n A = n B = n/ 2 时,这个上限意味着包含 m 个纠缠比特的状态必须具有光学非经典性(通过 M TN 测量),并且该光学非经典性随 m 呈指数增长。作为应用,我们表明,当可分离纯态撞击平衡光束分束器时可以产生的最大纠缠度由该状态的光学非经典性的对数所限制,通过 M TN 测量。换句话说,虽然众所周知分束器可以产生纠缠 [28, 47, 48],但纠缠量受到本态光学非经典性程度的严重限制。定理 1 和 1' 中的界限可以很容易地计算出纯态的界限,因为 EoF 与还原态的冯·诺依曼熵相重合,而 M TN 与总噪声相重合。然而,对于混合态,界限与两个通常难以评估的量有关。我们的第二个主要结果(定理 2)解决了这个问题
本文介绍了一种具有集成多模干涉耦合器的新锥形半导体激光器。新激光器的种子来源是多模干扰耦合器半导体激光器,它克服了脊方波导区域中单模式输出与增益中等体积之间关系所带来的局限性。The simulation results show that the multi-mode interference coupler can effectively provide a spatial single- mode seed light source for the tapered output waveguide, and the tapered output waveguide of the tapered semiconductor laser can also effectively reduce the optical power density of the output laser, which verifies the feasibility of the design scheme and provides a new idea for the design of high beam quality and high power tapered半导体激光器。
连续变量 (CV) 类型的多模量子光学是许多量子应用的核心,包括量子通信 [1、2]、量子计量 [3] 以及通过团簇态 [5-7] 进行的量子计算 [4]。处理多模光学系统的核心步骤是识别所谓的超模 [8-10]。这些是原始模式的相干叠加,使描述系统动力学的方程对角化,并允许将多模 CV 纠缠态重写为独立压缩态的集合 [11]。超模知识对于优化对状态的非经典信息的检测[8,9,12]、在光频率梳[13-15]或多模空间系统[16]中生成和利用 CV 团簇态以及设计复杂的多模量子态[17,18]都是必需的。在实验中,由于超模在统计上是独立的,因此可以用单个零差探测器测量,从而大大减少实验开销[15]。由于其用途广泛,因此一种允许检索超模的通用策略对于多模量子光学及其应用至关重要。本理论工作的目的是提供这样一种强大而通用的工具。更具体地说,多模光量子态通常是通过二次哈密顿量描述的非线性相互作用产生的[2]。对角化系统方程的变换必须是辛变换,即遵守交换规则。标准的辛对角化方法,如 Block-Messiah 分解 (BMD) [19],适用于单程相互作用 [20-22],但不适用于基于腔的系统,因为在基于腔的系统中使用它们需要对所涉及模式的线性色散和非线性相互作用做出先验假设 [10, 23]。这种限制使传统的辛方法不适用于处理广泛的相关实验情况,包括利用三阶非线性相互作用的共振系统中的多模特征。例如,硅和氮化硅等集成量子光子学的重要平台就是这种情况 [24, 25]。在本文中,我们提供了一种广义策略,它扩展了标准辛方法,并允许在没有任何假设或限制的情况下检索任何二次哈密顿量的超模结构。我们在此考虑一个通用的阈值以下谐振系统,该系统可以呈现线性和非线性色散效应。我们的方法适用于多种场景。这些包括低维系统,例如失谐设备中的单模或双模压缩[ 26 , 27 ]或光机械腔中的单模或双模压缩[ 28 ],以及高度多模状态,例如通过硅光子学集成系统中的四波混频产生的状态[ 24 ]。最终,我们注意到,这里为共振系统开发的工具同样可以用于单程配置中的空间传播分析[16, 22]。
