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亚泊松光量子成像：光学计量学中的挑战与展望
摘要： 光学光束中的非经典关联为突破光学测量与成像中传统灵敏度与分辨率极限提供了前所未有的机遇，尤其在（但不仅限于）低光子通量或单光子探测场景下。我们综述了利用亚泊松光子统计与非经典光子数关联的量子成像与传感技术原理，并展示了该领域的一些前沿成果。这些量子光子学协议有望推动显微技术与生物光子学等诸多应用领域的重大进展，同时也为计量学与光度学领域带来革新的重要契机。
关键词： 量子光学、量子关联、亚泊松光、量子增强测量
更新于2025-09-04 15:30:14
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用于量子计算和量子光学的双光子自克尔非线性效应
摘要： 自克尔相互作用是一种光学非线性效应，其产生的相位偏移与光场中光子数量的平方成正比。目前许多方案利用非线性效应来产生光子-光子相互作用。对于传播场而言，这类相互作用会导致诸如光子间光谱关联等不良特性。本文我们设计了一个由交叉克尔相互作用区域构成的离散网络来模拟自克尔介质。该介质以物理局域化方式实现了有效长程相互作用。我们计算了光场在该介质中传播时的一光子和二光子S矩阵，通过这些散射矩阵证明本方案可实现高保真度光子-光子门控。当网络节点数趋近无穷大时，该介质在一光子和二光子条件下可近似为完美的自克尔相互作用。
关键词： 量子计算、量子光学、光子-光子门、交叉克尔相互作用、自克尔相互作用
更新于2025-09-04 15:30:14
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自旋系综系统影响下的光机械诱导透明现象
摘要： 光力学是一个快速发展的研究领域，在过去十年中受到了理论和实验方面的广泛关注。本文从理论上研究了自旋与腔场耦合的光力诱导透明现象，其中腔场由外部强驱动场和弱探测场共同作用。我们解析计算了该光力系统的动力学过程及透射率，并对透射特性进行了分析与讨论。透射行为的详细表现清晰地展现了光力诱导透明（OMIT）效应。研究还表明，自旋系综与腔场之间的耦合强度以及自旋衰减率会显著影响OMIT行为。
关键词： 量子光学，光学，量子光力学
更新于2025-09-04 15:30:14
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内置反馈回路抑制光子噪声
摘要： 具有前瞻性的量子光子网络需要按需产生变换受限的单光子。量子点上的共振荧光提供了一种固态单光子源的实现途径，但遗憾的是环境噪声（自旋和电荷噪声）会导致发射频率波动并破坏所需的光子不可区分性。我们展示了一种光子流内置稳定方法，该方法完全依赖于微柱结构内二维空穴气体的载流子动力学特性。该空穴气体通过场电离激子的空穴隧穿获得补充，并通过改变量子点位置的局部电场来影响激子跃迁的能量位置。光子噪声的标准偏差被抑制近50%（噪声功率降低6分贝），该方案在所开发的微柱结构中可实现最高1千赫兹频率的稳定。这种内置反馈回路为大规模单光子发射器阵列提供了简便的光子噪声抑制方案，并有望通过器件优化实现更高带宽。
关键词： 半导体异质结构、单光子源、二维空穴气、量子点、量子光学、共振荧光
更新于2025-09-04 15:30:14
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超导机电系统中机械模式的正交压缩
摘要： 我们提出了一种在超导机电系统中实现机械模式正交压缩的方案：通过超导量子干涉器件（SQUID）将纳米机械谐振器（NAMR）与超导传输线谐振器（STLR）耦合，且该SQUID作为量子比特使用。在大失谐条件下，我们采用Fr?hlich-Nakajima变换绝热消除量子比特，得到STLR与NAMR的有效哈密顿量。结果表明NAMR中可产生强压缩效应（突破3分贝极限），并通过调控驱动场强度与系统耗散比来优化压缩程度。本成果最显著的特点在于其普适性——结果仅取决于少数标度量而非过多参数。
关键词： 压缩态、量子电动力学、量子光学、耦合谐振腔
更新于2025-09-04 15:30:14