Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Acta Optica Sinica

非相干泵浦辅助的电磁诱导非厄密衍射光栅

田雪冬 Tian Xuedong, 刘星雨 Liu Xingyu, 刘一谋 Liu Yimou

Published Jan 1, 2023• 0 citations
Publisher

Abstract

提出一种基于非相干泵浦辅助的非厄密电磁诱导光栅的理论方案，其中物理系统由具有三能级Lambda型结构的超冷原子系综与非相干泵浦场组成。该方案仅通过单重空间周期调制便可获得光学宇称-时间对称和宇称-时间反对称等非厄密光学对称性。通过对探测光束透过该系统的远场衍射特性的研究发现：首先，通过非相干泵浦速率与控制光束失谐的操控可以实现不同非厄密光学对称性的切换；其次，在光学深度不变的前提下，可以通过非相干泵浦场对系统的衍射效率进行有效调制，从而引入全新的操控自由度；此外，控制光束失谐的相位可以有效操控系统的衍射对称性及衍射模式。该理论研究结果可以促进非厄密光学与散射型全光器件的研究与开发，并应用于量子光学与量子信息处理等领域。

DOI
10.3788/aos230492

Related papers

多光子干涉在量子计算及量子机器学习中的研究进展（特邀）

占浩 Zhan Hao, 胥亮 Xu Liang, 张利剑 Zhang Lijian

多光子干涉是由全同光子在多模线性光网络中产生的联合量子干涉效应，属于光量子系统中一类核心的非经典现象，也是光量子信息处理的重要资源。近年来，随着光量子信息技术的迅速发展，多光子干涉在通用光量子逻辑门的构建以及经典计算机难以模拟的玻色采样等量子计算任务中发挥着关键作用。其中，玻色采样能够在通用量子计算成熟之前率先展示量子优越性，因而自提出以来持续受到广泛关注。与此同时，面向光量子平台的量子机器学习架构不断涌现，致力于将多光子干涉所蕴含的计算能力与机器学习模型结合，推动具有实用价值的量子优势发展。首先，系统回顾多光子干涉的基本原理，涵盖线性光网络模型、积和式描述及玻色采样的计算复杂性；其次，重点介绍其在量子计算中的应用，包括线性光学量子计算架构、基于多光子干涉的量子逻辑门及其应用，以及玻色采样的实验进展；接着，讨论其在量子机器学习领域的创新应用，如量子核方法、光量子神经网络和光量子储备池计算等；最后，总结当前的关键挑战与瓶颈，并对其未来研究方向进行展望。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2025•1 citation

基于局域耦合相位调控的巨原子单光子散射

李姝瑜 Shu-yu LI, 吴怀志 Huai-zhi WU, 韩亚帅 Ya-shuai HAN +1 more

人造巨原子与波导多点耦合系统可打破传统量子光学偶极近似，诱导原子自干涉效应，近年来成为研究光子散射的重要物理平台。本文研究了该模型与一维波导多点手性耦合时，耦合点局域相位对单光子散射的影响。通过实空间哈密顿量方法精准解得系统的透射率与反射率表达式，传播相位被修正为依赖于入射光传播方向的手性相位，并通过设计手性相位来研究散射谱中手性引起的效应。研究发现当手性相位满足与耦合点个数无关的条件时，可使得兰姆能移消失，入射光子的透射谱能在共振处实现完美透射到完全反射的转变。此外，本文展现了引入原子内部自发辐射后，无需利用非马尔可夫延迟效应，仅调控手性相位即可实现完美的非互易光子散射。本文研究表明具有手性耦合点局域相位的巨原子−波导系统能为实现单光子路由提供颇具前景的候选平台。

Acta Sinica Quantum Optica•Jan 1, 2024•0 citations

量子干涉仪灵敏度优化：机制、进展与未来挑战（特邀）

黄文峰 Huang Wenfeng, 赵杰 Zhao Jie, 武泽亮 Wu Zeliang +2 more

量子干涉仪将量子操控技术与干涉测量技术相结合，利用光场和原子的相互作用，实现对相位敏感物理量的精密测量，其精度可超越经典极限。然而，量子资源固有的脆弱性与复杂性，使得如何充分挖掘其优势以提升干涉仪的相位灵敏度并实现稳定测量，成为推动量子干涉仪走向实际应用的关键挑战。基于线性和非线性量子干涉仪，系统阐述在实际损耗环境下量子干涉相位测量的优化机制及其效果，并介绍此类技术在精密测量、量子信息存储、量子非破坏性测量等前沿领域的应用进展。此外，针对如何维持量子资源的长期稳定性这类应用难题，提出相应的解决方案并展望未来发展方向。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2025•1 citation

基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法

Jiangli PENG, 重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065, Yong MA +5 more

随着量子信息技术的快速发展，量子成像为实现高质量三维成像提供了一种新的途径。然而，传统的量子成像方法主要局限于二维成像，无法准确提取目标的深度信息，且其反射率计算精度较低。为此，提出一种基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法。通过分析自由空间传输过程中纠缠光子数的分布，构建光子探测概率模型与符合计数概率密度函数，从而实现目标表面反射率的估计；同时，结合符合计数值对延时差矩阵进行优化，准确提取目标的深度信息，将反射率作为辅助信息与深度信息相结合，实现目标的三维重建。此外，仿真分析了单像素曝光时间对成像结果的影响，并搭建了量子成像实验平台来验证所提方法的有效性与可行性。

Journal of Applied Optics•Jan 1, 2025•0 citations

基于双步符合计数的纠缠光量子成像方法

Mu Zhou, 嵇长银 Ji Changyin, 王勇 Wang Yong +1 more

为了提高纠缠光量子成像效率，本文采用双步符合计数法快速获取目标成像信息，降低纠缠光量子成像的时间开销。首先，利用透镜和波片组合对激光器产生的泵浦光进行调制，提高周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体自发参量下转换的效率；然后，通过数字微镜器件（DMD）选取测距区域，构造单光子时间脉冲序列差值；其次，利用该差值完成局部符合计数以得到信号和参考光路的延时差；再次，通过控制DMD选取成像区域，对单光子时间脉冲序列进行修正，并利用修正后的序列完成全局符合计数；最后，将符合计数值与灰度值进行映射，得到目标的量子图像。此外，通过与经典量子成像结果相比较，分析了目标距离、测距区域大小和单像素曝光时间对成像结果的影响，同时搭建了实际的量子成像光路以验证本文方法的有效性。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2023•3 citations

基于相干原子气体的非厄米量子光学实现及应用（特邀）

吴金辉 Wu Jinhui

回顾对多能级原子系综进行量子相干调控和关联空间调制，构造宇称-时间对称和反对称光学结构并将其用于探索新奇非厄米光学现象的最新研究进展。在概括总结开创性理论设计和实验方案的基础上，阐明在电磁诱导透明机制下利用双重空间周期调制开展非厄米量子光学研究的关键所在：建立描述相位失配吸收和色散的极化率，或描述多模耦合与传输的非厄米矩阵。同时介绍对应宇称-时间对称和反对称相变的例外点动态调控策略，以及与之相关的光晶格中单向无反射、光波导中单侧定向输出等非互易光传输异常行为。最后指出相关研究有广泛拓展空间，人们已利用宇称-时间对称和反对称线性光学系统实现非对称光衍射和磁场传感增强，并正在尝试进入非线性量子光学领域以探索更丰富的非厄米现象。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2025•1 citation
提出一种基于非相干泵浦辅助的非厄密电磁诱导光栅的理论方案，其中物理系统由具有三能级Lambda型结构的超冷原子系综与非相干泵浦场组成。该方案仅通过单重空间周期调制便可获得光学宇称-时间对称和宇称-时间反对称等非厄密光学对称性。通过对探测光束透过该系统的远场衍射特性的研究发现：首先，通过非相干泵浦速率与控制光束失谐的操控可以实现不同非厄密光学对称性的切换；其次，在光学深度不变的前提下，可以通过非相干泵浦场对系统的衍射效率进行有效调制，从而引入全新的操控自由度；此外，控制光束失谐的相位可以有效操控系统的衍射对称性及衍射模式。该理论研究结果可以促进非厄密光学与散射型全光器件的研究与开发，并应用于量子光学与量子信息处理等领域。
多光子干涉是由全同光子在多模线性光网络中产生的联合量子干涉效应，属于光量子系统中一类核心的非经典现象，也是光量子信息处理的重要资源。近年来，随着光量子信息技术的迅速发展，多光子干涉在通用光量子逻辑门的构建以及经典计算机难以模拟的玻色采样等量子计算任务中发挥着关键作用。其中，玻色采样能够在通用量子计算成熟之前率先展示量子优越性，因而自提出以来持续受到广泛关注。与此同时，面向光量子平台的量子机器学习架构不断涌现，致力于将多光子干涉所蕴含的计算能力与机器学习模型结合，推动具有实用价值的量子优势发展。首先，系统回顾多光子干涉的基本原理，涵盖线性光网络模型、积和式描述及玻色采样的计算复杂性；其次，重点介绍其在量子计算中的应用，包括线性光学量子计算架构、基于多光子干涉的量子逻辑门及其应用，以及玻色采样的实验进展；接着，讨论其在量子机器学习领域的创新应用，如量子核方法、光量子神经网络和光量子储备池计算等；最后，总结当前的关键挑战与瓶颈，并对其未来研究方向进行展望。
人造巨原子与波导多点耦合系统可打破传统量子光学偶极近似，诱导原子自干涉效应，近年来成为研究光子散射的重要物理平台。本文研究了该模型与一维波导多点手性耦合时，耦合点局域相位对单光子散射的影响。通过实空间哈密顿量方法精准解得系统的透射率与反射率表达式，传播相位被修正为依赖于入射光传播方向的手性相位，并通过设计手性相位来研究散射谱中手性引起的效应。研究发现当手性相位满足与耦合点个数无关的条件时，可使得兰姆能移消失，入射光子的透射谱能在共振处实现完美透射到完全反射的转变。此外，本文展现了引入原子内部自发辐射后，无需利用非马尔可夫延迟效应，仅调控手性相位即可实现完美的非互易光子散射。本文研究表明具有手性耦合点局域相位的巨原子−波导系统能为实现单光子路由提供颇具前景的候选平台。
量子干涉仪将量子操控技术与干涉测量技术相结合，利用光场和原子的相互作用，实现对相位敏感物理量的精密测量，其精度可超越经典极限。然而，量子资源固有的脆弱性与复杂性，使得如何充分挖掘其优势以提升干涉仪的相位灵敏度并实现稳定测量，成为推动量子干涉仪走向实际应用的关键挑战。基于线性和非线性量子干涉仪，系统阐述在实际损耗环境下量子干涉相位测量的优化机制及其效果，并介绍此类技术在精密测量、量子信息存储、量子非破坏性测量等前沿领域的应用进展。此外，针对如何维持量子资源的长期稳定性这类应用难题，提出相应的解决方案并展望未来发展方向。
随着量子信息技术的快速发展，量子成像为实现高质量三维成像提供了一种新的途径。然而，传统的量子成像方法主要局限于二维成像，无法准确提取目标的深度信息，且其反射率计算精度较低。为此，提出一种基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法。通过分析自由空间传输过程中纠缠光子数的分布，构建光子探测概率模型与符合计数概率密度函数，从而实现目标表面反射率的估计；同时，结合符合计数值对延时差矩阵进行优化，准确提取目标的深度信息，将反射率作为辅助信息与深度信息相结合，实现目标的三维重建。此外，仿真分析了单像素曝光时间对成像结果的影响，并搭建了量子成像实验平台来验证所提方法的有效性与可行性。
为了提高纠缠光量子成像效率，本文采用双步符合计数法快速获取目标成像信息，降低纠缠光量子成像的时间开销。首先，利用透镜和波片组合对激光器产生的泵浦光进行调制，提高周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体自发参量下转换的效率；然后，通过数字微镜器件（DMD）选取测距区域，构造单光子时间脉冲序列差值；其次，利用该差值完成局部符合计数以得到信号和参考光路的延时差；再次，通过控制DMD选取成像区域，对单光子时间脉冲序列进行修正，并利用修正后的序列完成全局符合计数；最后，将符合计数值与灰度值进行映射，得到目标的量子图像。此外，通过与经典量子成像结果相比较，分析了目标距离、测距区域大小和单像素曝光时间对成像结果的影响，同时搭建了实际的量子成像光路以验证本文方法的有效性。
回顾对多能级原子系综进行量子相干调控和关联空间调制，构造宇称-时间对称和反对称光学结构并将其用于探索新奇非厄米光学现象的最新研究进展。在概括总结开创性理论设计和实验方案的基础上，阐明在电磁诱导透明机制下利用双重空间周期调制开展非厄米量子光学研究的关键所在：建立描述相位失配吸收和色散的极化率，或描述多模耦合与传输的非厄米矩阵。同时介绍对应宇称-时间对称和反对称相变的例外点动态调控策略，以及与之相关的光晶格中单向无反射、光波导中单侧定向输出等非互易光传输异常行为。最后指出相关研究有广泛拓展空间，人们已利用宇称-时间对称和反对称线性光学系统实现非对称光衍射和磁场传感增强，并正在尝试进入非线性量子光学领域以探索更丰富的非厄米现象。