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利用光子数叠加态实现远程原子间的确定性量子态转移
摘要： 我们提出了一种基于光子数叠加态（PNSS）实现远距离存储节点间确定性量子态转移的量子网络协议。该方案中，量子节点是由光子通道连接的高精细度光学腔内囚禁的单原子系统。发送端原子塞曼态叠加所承载的量子信息，通过腔辅助拉曼散射过程被精确映射到线偏振腔光子的PNSS上。这些光子传输至接收腔后，将以单位概率被相干吸收，在第二个原子上重建相同叠加态，从而确保远距离节点间的高保真态转移。我们首先将该方法应用于光子量子比特，证明这种叠加态相比单光子偏振态具有同等可靠的抗传播损耗能力，且多光子传输限制不会影响过程保真度。随后在保留量子比特优势的基础上，我们将该技术拓展至信息容量更高的光子三态态转移场景。这种可靠高效的方案还有望实现量子网络中纠缠的长距离分发。
关键词： 光子三态，光子比特，量子网络，量子态转移，纠缠分发，光学腔，拉曼散射，光子数叠加态
更新于2025-09-23 15:21:01
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量子点中可扩展网络架构的自旋-光子?？?
摘要： 在空间分离节点间实现可靠的信息传输，是构建可扩展量子技术网络架构的基础。半导体量子点中的自旋量子比特是量子信息处理的有力候选者。然而，如何从现有实验迈向可扩展量子处理器仍面临设计挑战。我们提出一种由自旋单重态-三重态量子比特与单微波光子构成的?？榛桨?，证实可实现自旋量子比特与量子光场间相互作用的高度精准调控。该方案不仅能以98%的效率制备特定形状的单光子，还能在远程节点间确定性实现保真度达90%的量子态转移与纠缠生成。此自旋-光子?？橐崖闾囟ň来硇榈你兄狄螅菇衫┱沽孔油缂芄固峁┝丝尚新肪?。
关键词： 量子点、自旋量子比特、量子网络、微波光子、量子态转移
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于微波到电信波段量子态转移的电光纠缠源
摘要： 我们提出了一种高效的微波光子调制器，作为产生稳态纠缠微波-光场的资源，并建立了多谐振电光系统中确定性纠缠生成与量子态转移的理论。该器件基于集成于三维微波腔中的单晶回音壁模式谐振器，其特殊设计通过薄膜技术与传统加工工艺的新组合实现，优化了微波、光学和机械领域的最低损耗率。通过有限元模拟提取关键器件参数，预测仅需数十微瓦的光泵功率即可实现兆比特/秒量级的连续变量纠缠生成速率。我们在实际条件下比较了相干态、压缩态及非高斯猫态在量子隐形传态与直接转换协议中的量子态转移保真度。将电路量子电动力学的独特优势与光纤通信的强健性相结合，有望推动长距离固态量子比特网络、量子信号合成新方法、量子密钥分发、量子增强探测技术的发展，以及更节能的经典传感与调制应用。
关键词： 回音壁模式谐振器、电光调制器、量子态转移、微波-光学纠缠、量子网络
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用封闭机械子系统扩展固态自旋的声子量子网络
摘要： 在片上量子通信领域，声子量子网络相比光子网络具有显著优势，为开发基于稳健固态自旋量子比特的量子计算机提供了有前景的平台。然而包含一维离子链等大型机械网络存在固有且众所周知的扩展性问题。此外，传统声子量子网络必需的手性声子过程在固态系统中难以实现。为攻克这些看似无解的障碍，我们开发了一种新型网络架构——将大型机械网络分解为小型闭合机械子系统。该架构在金刚石声子纳米结构中实现，其特色是具有特殊设计带隙的交替声子晶体波导。实施方案还包括通过声子辅助跃迁与色心耦合的纳米机械谐振器，以及能抵抗热环境干扰的量子态转移协议。
关键词： 量子通信、金刚石声子纳米结构、声子量子网络、量子态转移、固态自旋量子比特
更新于2025-09-10 09:29:36
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量子逆向加农炮：n2态系统中的完全布居数反转
摘要： 我们提出了一种新颖的解析方法，能将一系列含时多态量子控制问题约化为两态系统。该方法在相关的n2态系统与两态系统之间建立转换关系：当且仅当前者实现完全布居反转（CPI）时，后者达到特定状态。对于偶数n，该方法可将任意两态CPI方案转化为n2态系统中的CPI方案族。特别地，通过实时近邻耦合在四态系统中实现CPI的问题被简化为在两能级系统中实现CPI。此外，我们展示了该方法在算符控制中的应用，并以产生多个量子计算通用门为例给出了实现条件。同时，我们指出了将该方法应用于最优控制问题的基础。
关键词： 量子态转移、量子计算、相干控制、量子信息、完全布居转移、量子控制
更新于2025-09-09 09:28:46