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
摘要 — 本文旨在研究由与波导耦合的腔量子电动力学 (cavity-QED) 系统的相干反馈控制引起的双光子动力学。在该装置中,腔中的二能级系统可以作为光子源,发射到波导中的光子可以在波导中传输和反射后多次与腔 QED 系统重新相互作用,在此过程中反馈可以调节进出腔的光子数量。我们在两种情况下分析了该相干反馈网络中双光子过程的动力学:波导和腔之间的连续模式耦合方案和离散周期模式耦合方案。这些耦合方案的不同之处在于它们的相对尺度和用于耦合的半透明镜的数量。具体而言,在连续模式耦合方案中,双光子态的产生受波导反馈回路长度以及波导与腔-QED系统之间的耦合强度的影响。通过调整波导长度和耦合强度,我们能够有效地产生双光子态。在离散周期模式耦合方案中,腔中的Rabi振荡可以稳定,并且波导中没有明显的双光子态。
图 6. 带有集成光学腔的离子阱:(a)因斯布鲁克大学的集成光学腔阱 [ 93 ]。从离子发射的 854nm 光子的 50% 可被腔收集,并转换为 1550nm 的通信波长。(b)萨塞克斯大学的集成光学腔阱。该阱展示了离子和腔模式之间的第一个强耦合。(c)奥胡斯大学的离子阱。腔镜 (CM) 沿轴向,径向泵浦光束用于将离子泵回多普勒冷却循环。这些离子可在 CCD 上成像。压电换能器 (PZT) 用于主动锁定光学腔与 RP 激光器共振。(d)当径向 RP 激光器开启时,大约 100 个离子的整个晶体都是明亮的。 (d)当径向RP关闭时,只有腔内的离子是亮态,腔外的离子处于暗态[144]。
我们从理论上证明了通过施加平面塞曼场可以在二维 Z 2 拓扑绝缘体中实现具有稳健角态的二阶拓扑绝缘体。塞曼场破坏了时间反演对称性,从而破坏了 Z 2 拓扑相。然而,它尊重一些晶体对称性,因此可以保护高阶拓扑相。以 Kane-Mele 模型为具体例子,我们发现沿锯齿边界的自旋螺旋边缘态被塞曼场隔开,而在两个锯齿边缘的交叉点处出现了带隙内角态,该角态与场的方向无关。我们进一步表明,角态对平面外塞曼场、交错亚晶格势、Rashba 自旋轨道耦合和蜂窝晶格的屈曲具有稳健性,使它们在实验上可行。在著名的 Bernevig-Hughes-Zhang 模型中也可以发现类似的行为。
1广东核科学省级核科学关键实验室,量子问题研究所,南部师范大学,广州510006,中国2广东港量子量子问题,南部核科学计算中心,南部核科学计算中心联合实验室,中国南部师范大学,Quangzhou 510006,510006,510006,510006,510006,Quantomic and Sateronsy,Quantomia of Qualtomiak and ofernosia北京师范大学物理学,北京100875,中国5高能源物理中心,北京大学,北京大学100871,中国6通广东量子量子事务联合实验室。中国师范大学,广州510006,中国
摘要:Sachdev-Ye-Kitaev(Syk)模型是一个具有随机相互作用和强烈混乱动力学的N Majorana费物的系统,在低能量时,它可以接受全息二重描述,作为二维Jackiw-Teititelboim。因此,SYK模型提供了一种量子重力的玩具模型,该模型可能可行,可以使用近期量子硬件进行模拟。以减少这种模拟所需的资源的目的为动机,我们研究了SYK模型的稀疏版本,其中相互作用项被概率1 -p删除。具体而言,我们按数值计算光谱形式(SFF,Hamiltonian的特征值对相关函数的傅立叶变换)和最接近的邻居特征值间隙比R(表征连续特征值之间间隙的分布)。我们发现,当p大于过渡值p 1(缩放为1 /n 3)时,SFF和r均与完整的非扩展模型所获得的值匹配,并且具有随机矩阵理论(RMT)的期望。但对于p 低于较小的p 2,它也比例为1 /n 3,甚至连续特征值的间距与RMT值不同,这表明了光谱刚度的完全分解。 我们的结果对使用传送不忠作为损失函数获得的非常稀疏的SYK模型的全息解释提出了怀疑。低于较小的p 2,它也比例为1 /n 3,甚至连续特征值的间距与RMT值不同,这表明了光谱刚度的完全分解。我们的结果对使用传送不忠作为损失函数获得的非常稀疏的SYK模型的全息解释提出了怀疑。