×

连续模单光子态的控制工程:综述。 (英语) Zbl 1490.81088号

小结:在这篇综述中,我们介绍了电磁场的单光子态,讨论了单光子场的离散测量,展示了线性量子系统对单光子输入的响应,研究了相干反馈网络如何用于操纵单光子态的时间脉冲形状,给出了单光子滤波器和主方程,最后讨论了用光子加减法产生薛定谔猫态。

MSC公司:

81问题93 量子控制
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] 利沃夫斯基,AI;Hansen,H。;Aichele,T。;O.本森。;Mlynek,J。;Schiller,S.,单光子Fock态的量子态重建,《物理评论快报》,87,5,050402(2001)
[2] 袁,Z。;比利时Kardynal;史蒂文森,RM;防护罩,AJ;CJ Lobo;库珀,K。;Beattie,NS;里奇,DA;Pepper,M.,《电力驱动单光子源》,《科学》,295552102-105(2002)
[3] McKeever,J。;博卡,A。;布泽尔,AD;米勒,R。;巴克,JR;库兹米奇,A。;Kimble,HJ,从囚禁在腔中的一个原子产生单光子的决定论,《科学》,3035661992-1994(2004)
[4] 哈克,AA;舒斯特,D。;甘贝塔,J。;施赖尔,J。;约翰逊,B。;周,J。;弗伦齐奥,L。;马杰尔,J。;德瓦雷特,M。;Girvin,S.,《电路中产生单个微波光子》,《自然》,449,7160,328-331(2007)
[5] 奥布莱恩,JL;Furusawa,A。;Vućković,J.,《光子量子技术》,《自然光子学》,第3、12、687-695页(2009年)
[6] 布勒,G。;Collins,R.,《单光子产生和检测》,《测量科学与技术》,2009年第21期,第1期,第012002页
[7] 利沃夫斯基,AI;Raymer,MG,连续可变光学量子态层析成像,《现代物理学评论》,第81、1299页(2009年)
[8] 桑托里,C。;法塔尔,D。;Yamamoto,Y.,《单光子器件和应用》(2010),John Wiley&儿子
[9] 巴克利,S。;Rivoire,K。;Vućković,J.,《工程量子点单光子源》,《物理学进展报告》,第75、12、126503页(2012年)
[10] 佩查尔,M。;Huthmacher,L.公司。;埃希勒,C。;Zeytinolu,S。;Abdumalikov,A.Jr;Berger,S。;Wallraff,A。;Filipp,S.,《电路量子电动力学中成形单光子的微波控制生成》,《物理评论》X,4,4,041010(2014)
[11] Lodahl,P。;马哈穆迪安,S。;Stobbe,S.,《单光子和单量子点与光子纳米结构的接口》,《现代物理学评论》,87,2,347(2015)
[12] Reiserer,A。;Rempe,G.,《含单原子和光子的基于腔的量子网络》,《现代物理学评论》,87,4,1379(2015)
[13] Nurdin,H.I.、James,M.R.和;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;Yamamoto,N.(2016)。具有可调耦合参数的任意移动单光子场的完美单器件吸收器:QSDE方法。摘自:IEEE第55届决策与控制会议(CDC)(第2513-2518页)。美国内华达州拉斯维加斯。
[14] 小川,H。;Ohdan,H。;宫田,K。;田口,M。;牧野,K。;Yonezawa,H。;吉川,J-I;Furusawa,A.,具有连续时间模式匹配的单光子波包的实时正交测量,《物理评论快报》,116,233602(2016)
[15] Peng,Z.H.,Graaf,S.E.D.,Tsai,J.S.和;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;阿斯塔菲耶夫,O.V.(2016)。可调按需单光子源。《自然通讯》,7(12588)。doi:10.1038/ncomms12588。
[16] 顾,X。;科克姆,AF;Miranowicz,A。;刘,Y-X;Nori,F.,《超导量子电路的微波光子学》,《物理报告》,718-719,1-102(2017)·Zbl 1377.82052号
[17] AO戴维斯;蒂尔,V。;卡宾斯基,M。;Smith,BJ,《测量单光子时间谱波函数》,《物理评论快报》,121,8,083602(2018)
[18] Wang,H。;秦,J。;丁,X。;陈,M-C;陈,S。;你,X。;He,Y-M;蒋,X。;你,L。;Wang,Z.,在(10^{14})维希尔伯特空间中用20个输入光子和60模干涉仪进行玻色子采样,《物理评论快报》,123,25,250503(2019)
[19] Takase,K。;冈田,M。;塞里卡瓦,T。;武田,S。;吉川,J-I;Furusawa,A.,通过双零差测量完成非高斯态的时间模式表征,《物理评论》A,99,3,033832(2019)
[20] 斯托宾斯卡,M。;Alber,G。;Leuchs,G.,自由空间中单个光子对物质量子位的完美激发,欧洲物理通讯社,86,114007(2009)
[21] Wang,Y。;Minář,J。;谢里丹,L。;Scarani,V.,单光子在传播模式下对二能级原子的有效激发,《物理评论》a,83,6,063842(2011)
[22] 潘,Y。;张,G。;James,MR,单光子输入态驱动的量子有限能级系统的分析与控制,Automatica,69,18-23(2016)·兹比尔1342.81077
[23] Rephaeli,E。;沈,J-T;Fan,S.,《一维几何中具有单光子脉冲的二能级原子的完全反转》,《物理评论》a,82,3,033804(2010)
[24] JE戈夫;James,MR;努尔丁,HI;Combes,J.,单光子态或相干态叠加场驱动系统的量子滤波,《物理评论》A,86,4,043819(2012)
[25] 巴拉吉奥拉,BQ;库克,RL;布兰奇克,AM;Combes,J.,《与任意量子系统相互作用的N光子波包》,《物理评论》A,86,1,013811(2012)
[26] 宋,H。;张,G。;Xi,Z.,连续模多光子滤波,SIAM控制与优化杂志,54,3,1602-1632(2016)·Zbl 1339.93110号
[27] 东,Z。;张,G。;阿米尼,NH,由两个反向传播光子驱动的二能级原子的量子滤波,量子信息处理,18,5,136(2019)·Zbl 1504.81115号
[28] 东,Z。;张,G。;NH Amini,《关于二能级系统对双光子输入的响应》,SIAM控制与优化杂志,57,5,3445-3470(2019)·Zbl 1426.81041号
[29] 加德纳,C。;Zoller,P.,《量子噪声》(2004),施普林格出版社·Zbl 1072.81002号
[30] 戴维斯,EB,《开放系统的量子理论》(1976),学术出版社·Zbl 0388.46044号
[31] 怀斯曼,HM;米尔本,GJ,《量子测量与控制》(2009),剑桥大学出版社·Zbl 1350.81004号
[32] 高夫,J。;James,MR,系列产品及其在量子前馈和反馈网络中的应用,IEEE自动控制汇刊,54,11,2530-2544(2009)·Zbl 1367.81026号
[33] 张,G。;James,MR,《量子反馈网络与控制:简要综述》,《中国科学通报》,第57、18、2200-2214页(2012)
[34] JE戈夫;Zhang,G.,量子线性系统实现理论,Automatica,59,139-151(2015)·Zbl 1326.93013号
[35] 库姆斯,J。;科尔霍夫,J。;Sarovar,M.,量子输入输出网络建模的SLH框架,《物理学进展:X,2,3,784-888》(2017)
[36] 张,J。;刘,Y-X;吴,R-B;雅各布斯,K。;Nori,F.,《量子反馈:理论、实验和应用》,《物理报告》,679,1-60(2017)·Zbl 1366.81191号
[37] 努尔丁,HI;Yamamoto,N.,《线性动力学量子系统——分析、合成和控制》(2017),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1371.93003号
[38] 张,G。;格里沃普洛斯,S。;Petersen,IR公司;Gough,JE,线性量子系统的卡尔曼分解,IEEE自动控制汇刊,63,2,331-346(2018)·Zbl 1390.93184号
[39] 加德纳,CW;Collett,MJ,阻尼量子系统的输入和输出:量子随机微分方程和主方程,《物理评论》A,31,6,3761(1985)
[40] 吹气,K。;卢顿,R。;菲尼克斯,SJ;Shepherd,T.,量子光学中的连续介质场,物理评论A,42,714102(1990)
[41] 风扇,S。;科卡巴斯,东南部;Shen,JT,耦合到量子位的一维纳米光子波导中少光子输运的输入-输出形式,《物理评论》a,82,063821(2010)
[42] 菲舍尔,堪萨斯州;特里维迪,R。;拉马塞什五世。;Siddiqi,I。;Vućković,J.,相干驱动量子光学系统对一维波导的散射,量子,2,69(2018)
[43] Tezak,N。;尼德伯格,A。;帕夫利钦,DS;Sarma,G。;Mabuchi,H.,《使用量子硬件描述语言的光子电路规范》,《皇家学会哲学学报A:数学、物理和工程科学》,3701979年,5270-5290(2012)·Zbl 1353.81074号
[44] 秦,Z。;Prasad,AS;Brannan,T。;麦克雷,A。;Lezama,A。;利沃夫斯基,A.,《单光子的完全时间特性》,《光:科学与;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;应用,4,6,e298-e298(2015)
[45] 墙,DF;Milburn,GJ,量子光学(2007),Springer·Zbl 1138.81586号
[46] Loudon,R.,《光的量子理论》(2000),牛津大学出版社·Zbl 1009.81003号
[47] 山本,N。;James,MR,线性网络中完美量子记忆的零动力学原理,《新物理杂志》,16,7,073032(2014)·Zbl 1451.81190号
[48] 巴克尔,H-A;Ralph,TC,量子光学实验指南(2004),威利
[49] JE戈夫;Zhang,G.,用调制滤波器生成非经典量子输入场态,EPJ quantum Technology,2,2-15(2015)
[50] 东,Z。;崔,L。;张,G。;Fu,H.,连续模单光子Fock态的Wigner谱和相干反馈控制,《物理学杂志A:数学和理论》,49,43,435301(2016)·Zbl 1352.81016号
[51] Titulaer,U。;Glauber,R.,相干场密度算符,《物理评论》,145,4,1041(1966)
[52] 雷默,MG;Walmsley,IA,《量子光学中的时间模式:过去和现在》,《物理脚本》,95,6,064002(2020)
[53] Milburn,GJ,单光子态的相干控制,《欧洲物理杂志》专题,159113-117(2008)
[54] Hassani,S.,《数学物理学:其基础的现代介绍》(2013),施普林格科学与技术出版社;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;商业媒体·Zbl 1276.00009
[55] 张,G。;James,MR,《量子线性系统对单光子输入场的响应》,IEEE自动控制汇刊,58,5,1221-1235(2013)·Zbl 1369.81048号
[56] JE戈夫;詹姆斯,M。;Nurdin,H.,线性量子反馈网络中的挤压分量,《物理评论》A,81,2,023804(2010)
[57] 张,G。;James,MR,线性量子系统相干反馈控制中的直接和间接耦合,IEEE自动控制汇刊,561535-1550(2011)·Zbl 1368.81095号
[58] 张,G。;彼得森,IR;Li,J.,线性量子系统的结构表征及其在反作用规避测量中的应用,IEEE自动控制汇刊,65,7,3157-3163(2020)·Zbl 1533.93284号
[59] James,MR;努尔丁,HI;彼得森,IR,线性量子随机系统的控制,IEEE自动控制汇刊,53,8,1787-1803(2008)·Zbl 1367.93178号
[60] 努尔丁,HI;James,MR;Doherty,AC,线性动力学量子随机系统的网络综合,SIAM控制与优化杂志,48,4,2686-2718(2009)·Zbl 1203.93072号
[61] Le Page,WR,《工程师的复变量和拉普拉斯变换》(1980),多佛出版社·Zbl 0467.44001号
[62] Zhang,G.,《量子线性系统对多光子态的响应分析》,Automatica,50,2,442-451(2014)·Zbl 1364.81143号
[63] Zhang,G.,多通道多光子态驱动的量子线性系统的动力学分析,Automatica,83,186-198(2017)·Zbl 1374.81108号
[64] JE戈夫;James,MR;Nurdin,HI,单光子态场驱动系统的量子滤波和使用非马尔可夫嵌入的相干态叠加,量子信息处理,12,3,1469-1499(2013)·Zbl 1267.81087号
[65] 巴拉吉奥拉,BQ;Combes,J.,传播福克态的量子轨道,《物理评论》A,96,2,023819(2017)
[66] 宋,H。;Kuntz,KB;亨廷顿,EH,薛定谔猫态生成的量子非高斯特性的限制,《新物理杂志》,15,2,023042(2013)
[67] Belavkin,V.,带白量子噪声的马尔可夫信号的量子滤波,Elektronika,251445-1453(1980)
[68] Belavkin,V.P.(1989)。量子随机过程的非破坏测量、非线性滤波和动态规划。摘自:系统建模和控制(第245-265页)。斯普林格·兹伯利0683.93084
[69] 阻燃剂,MB;Knight,PL,量子光学中耗散动力学的量子跳跃方法,《现代物理学评论》,70101-144(1998)
[70] van Handel,R。;斯托克顿,J。;Mabuchi,H.,量子态还原的反馈控制,IEEE自动控制汇刊,50,6,768-780(2005)·Zbl 1365.81068号
[71] Bouten,L。;范汉德尔,R。;James,MR,量子滤波简介,SIAM控制与优化杂志,46,6,2199-2241(2007)·Zbl 1149.93032号
[72] Barchielli,A。;Gregorati,M.,《连续时间的量子轨道和测量:扩散情况》(2009),Springer·Zbl 1182.81001号
[73] Rouchon,P。;Ralph,JF,《量子反馈控制的有效量子滤波》,《物理评论》A,91,1,012118(2015)
[74] Dabrowska,A。;Sarbicki,G。;Chru ssiñski,D.,单光子状态下与环境相互作用系统的量子轨迹:计数和扩散过程,《物理评论》a,96,5,053819(2017)
[75] Gough,J.E.(2018)。量子滤波导论,arXiv预打印,arXiv:1804.09086。
[76] 高奇。;张,G。;彼得森,IR,开放量子系统的指数量子投影滤波器,Automatica,99,59-68(2019)·Zbl 1407.81112号
[77] 高奇。;张,G。;彼得森,IR,《改进的量子投影滤波器》,Automatica,112,108716(2020)·Zbl 1431.81039号
[78] Dabrowska,AM,《两能级系统与单光子波包相互作用的后验到先验解》,JOSA B,37,4,1240-1248(2020)
[79] 东,Z。;张,G。;Amini,NH,《具有多重测量的单光子量子滤波》,《自适应控制和信号处理国际期刊》,32,3,528-546(2018)·Zbl 1391.93235号
[80] 塞拉菲尼,A。;德锡耶纳,S。;光明会,F。;Paris,MG,高斯噪声信道中的最小消相干类猫态,光学杂志B:量子和半经典光学,6,6,S591(2004)
[81] 布兰奇克,AM;Ralph,T.,《使用压缩单光子的隐形传送》,《物理评论A》,78,5,052304(2008)
[82] Neergaard-Nielsen,JS;埃托,Y。;Lee,C-W;Jeong,H。;Sasaki,M.,《连续可变叠加态的量子远程放大》,《自然光子学》,第7、6、439-443页(2013年)
[83] 盖里,K。;艾林格,K。;佩利扎里,T。;Zoller,P.,作为飞行量子比特的光子波包,Fortschritte der Physik,46401-415(1998)
[84] Fabre,C。;Treps,N.,《量子光学中的模式和状态》,《现代物理学评论》,92,3,035005(2020)
[85] 钟,H-S;Wang,H。;邓,Y-H;陈,M-C;彭,L-C;罗,Y-H;秦,J。;Wu,D。;丁,X。;Hu,Y.,使用光子的量子计算优势,科学,37065231460-1463(2020)
[86] Asavanant,W。;Takase,K。;福井,K。;恩多,M。;吉川,J-I;Furusawa,A.,通过非高斯纠缠资源的条件量子隐形传态实现波函数工程,《物理评论》A,103,4,043701(2021)
[87] TC拉尔夫;Gilchrist,A。;米尔本,GJ;WJ蒙罗;Glancy,S.,《光学相干态的量子计算》,《物理评论》A,68,4,042319(2003)
[88] Ourjoumtsev,A。;Jeong,H。;Tualle-Brori,R。;Grangier,P.,《光子数态光学薛定谔猫的产生》,《自然》,4487155784-786(2007)
[89] Gerrits,T。;格朗西,S。;克莱门特,TS;卡尔金斯,B。;利塔,AE;AJ米勒;阿拉巴马州米格尔;南西;米林,RP;Knill,E.,通过压缩真空中的数字分辨光子减法生成光学相干态叠加,《物理评论》A,82,3,031802(2010)
[90] 黄,K。;Le Jeannic,H。;Ruaudel,J。;维玛,V。;M·肖。;Marsili,F。;Nam,S。;吴,E。;曾浩。;Jeong,Y-C,具有最小资源的大振幅压缩相干态叠加的光学合成,物理评论快报,115,2023602(2015)
[91] Etesse,J.等人。;Bouillard,M。;坎塞里,B。;Tualle-Brouri,R.,《用允许迭代增长的操作实验生成压缩猫态》,《物理评论快报》,114、19、193602(2015)
[92] Sychev,DV;乌兰诺夫,AE;Pushkina,AA;Richards,MW公司;爱荷华州费多罗夫;Lvovsky,AI,光学薛定谔猫态的放大,《自然光子学》,11,6,379(2017)
[93] 哦,C。;Jeong,H.,使用不同偶性的输入态对相干态叠加的有效放大,JOSA B,35,11,2933-2939(2018)
[94] 伊顿,M。;尼赫拉·R。;Pfister,O.,《利用光子催化制备非高斯和哥特斯曼-基塔耶夫-普雷斯基态》,《新物理杂志》,21,11,113034(2019)
[95] 电动汽车公司Mikheev;普金,AS;库茨,DA;Podoshvedov,SA;An,NB,高效生产大型光学薛定谔猫状态,科学报告,9,1,1-15(2019)
[96] Takase,K。;吉川,J-I;Asavanant,W。;恩多,M。;Furusawa,A.,通过广义光子减法生成光学薛定谔猫态,《物理评论》A,103,1,013710(2021)
[97] Dong,Z.,Cui,W.,Zhang,G.(2020年)。关于腔介导双量子点量子比特的量子相干反馈网络的动力学,arXiv Print,arXiv:2004.03870。
[98] Breitenbach,T。;Borz,A.,解决稀疏非光滑量子控制问题的序列二次哈密顿方案,计算与应用数学杂志,369,112583(2020)·Zbl 1480.81063号
[99] Ciaramella,G。;Borzi,A.,具有稀疏成本泛函的量子最优控制问题,数值泛函分析与优化,37,8,938-965(2016)·Zbl 1404.81085号
[100] 波茨?,A。;Ciaramella,G。;Sprengel,M.,量子控制问题的公式化和数值解(2017),SIAM·Zbl 1402.81006号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。