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由确定性制备的纠缠光子态介导的混合自旋-超导量子电路
摘要： 在混合量子系统中，通过动态引入光子介导相互作用可实现可控耦合。我们提出一种混合量子架构：两个氮空位中心系综与可调谐通量量子比特耦合，该量子比特置于多模非线性超导共面波导谐振器的传输线中，并配有附加的约瑟夫森混频器件。我们探讨了纠缠传播微波光子的应用——通过非线性波混频过程将其转化为宏观可区分的量子态。利用这些态对系统进行调控，并证明经过进一步放大后，能产生具有更显著不确定度降低特性的类光子态。此外研究表明，该方案可实现相干时间延长、保真度合理衰减至0.94后回升并稳定在0.6，以及纠缠强度增强等效果。
关键词： 压缩薛定谔猫态、纠缠微波光子、薛定谔猫态、通量量子比特、氮空位中心系综、超导共面波导谐振腔、混合量子系统
更新于2025-09-12 10:27:22
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广义维格纳函数的负性体积作为混合双体态的纠缠判据
摘要： 在一篇近期论文中，蒂尔马、埃弗里特等人推导出一种能同时表征离散与连续变量态（即混合态）的广义维格纳函数。由此可以推断，如同为连续变量态定义的经典维格纳函数那样，将该广义维格纳函数应用于混合态时，其负性可揭示非经典性。本研究证明：当超过特定临界值时，混合两体态广义维格纳函数的负性体积确实可作为这类态的纠缠判据。我们特别研究了混合两体量子比特-玻色态，并以量子比特-薛定谔猫态为例。由于在相空间中检测混合两体态的广义维格纳函数比相应密度矩阵的层析重建更具实验可行性，我们的成果为这类态的纠缠识别提供了便捷工具。
关键词： 薛定谔猫态、纠缠目击算符、量子比特-玻色子态、广义维格纳函数、混合态
更新于2025-09-10 09:29:36
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光机械猫态的创建、存储与检索
摘要： 我们分析了一种用于创建、存储和检索光力薛定谔猫态的方法，其中包含机械振子两种不同宏观状态的量子叠加。在该量子存储协议中，首先在光学腔内制备光学猫态，随后将其转移至机械模式进行存储，并通过控制场实现后续读取。我们采用正P相空间表示法对光力猫态的量子存储协议进行数值模拟——该方法为猫态提供了紧凑的正值表示，从而能对这种高度非经典的量子系统进行概率性模拟。有效实施模拟必须采用重要性采样技术。为验证猫态量子存储的有效性，我们考察了多种猫态特征指标并展示其计算方法。同时通过解析求解简化模型的标准主方程，研究退相干效应对猫态的影响，从而与数值结果进行对比。针对维格纳函数负性这一猫态特征指标，我们解析推导出给定机械振子环境温度下负性消失所需时间的上界，并证明其与数值方法的一致性。这些精确解方案能完整处理实验中的退相干效应，该实验涉及利用时域模式匹配的输入输出脉冲来创建、存储和检索机械猫态。我们的分析涵盖了光力振子的内部光模与机械模，以及与之纠缠的全部输入输出场模集合。该模型包含了机械库热效应导致的退相干，以及光学损耗和机械损耗。
关键词： 薛定谔猫态、维格纳函数、退相干、量子存储器、正P相空间表示、光机械
更新于2025-09-09 09:28:46