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

Quantum Optics at a soft X-ray free-electron laser: experiments and simulations

ハリーズ　ジェームズ, ハリーズ ジェームズ

Published May 10, 2017• 0 citations
OpenAlex

Abstract

短波長（EUV〜SX）自由電子レーザーを利用した様々の量子光学効果の応用を目指してみます。それにむけて、SACLABL1を利用した超蛍光の観測および関連する数値計算・シミュレーションについて発表します。

Related papers

Observation of extreme ultraviolet superfluorescence from helium atoms ionised and excited using soft x-ray free-electron laser pulses

ハリーズ　ジェームズ, James Harries

We have studied the propagation of free-electron laser pulses at a wavelength of 24.3 nm through a dense sample of helium gas. Ionisation and resonant excitation leads to strong population of the He+ 4p state, and the resulting superfluorescence, yoked superfluorescence, and free-induction decay were observed experimentally. Numerical simulations using the Maxwell-Liouville equations were used to interpret the observations.

•Jul 24, 2019•0 citations

Quantum model simulations of attosecond electron diffraction

Peter Baum, Jörn Manz, Axel Schild

Science in China. Series G, Physics, mechanics & astronomy/Science in China. Series G, Physics, Mechanics & Astronomy•May 24, 2010•27 citations

Interferometric characterization of the relative phase between two X-ray free-electron laser pulses using long-lived Mössbauer resonances

Lukas Wolff, Jörg Evers

Coherence-based spectroscopy methods are powerful tools to explore structure and dynamics of matter. However, towards higher photon energies, the generation of sequences of pulses with well-characterized relative delays and phases remains a challenge. Here, we introduce a method to measure the relative phase $\varphi$ between subsequent transform-limited pulses from high-repetition-rate x-ray free-electron lasers (XFELs). It is based on a Ramsey-type interference measurement, enabled by introducing long-lived Mössbauer resonances into the XFEL beam path up- or downstream a primary experiment, which allow one to bridge the temporal gap between the XFEL pulses. The measured phase can be used as additional input for the analysis of the primary experiment.

quant-pharXiv:2607.01796•Jul 3, 2026

Quantum and Nonlinear Optics with Hard X-Rays

Ralf Röhlsberger, Jörg Evers, S. Shwartz

Springer eBooks•Jan 1, 2016•1 citation

Moderate-terahertz-induced plateau expansion of high-order harmonic generation to soft X-ray region

Doan-An Trieu, Duong D. Hoang-Trong, Cam-Tu Le +5 more

Extending the high-harmonic cutoff with experimentally accessible fields is essential for advancing tabletop coherent extreme ultraviolet (EUV) and soft X-ray sources. Although terahertz (THz) assistance offers a promising route, cutoff extension at weak, laboratory-accessible THz strengths remain poorly understood. In this report, we comprehensively investigate THz-assisted high-order harmonic generation (HHG) using time-dependent Schrödinger equation simulations supported by classical trajectory analysis and Bohmian-based quantum dynamics. By mapping the plateau evolution versus THz strength, we show that even weak THz fields can extend the cutoff, producing a pronounced ``fish-fin'' structure whose prominent rays saturate near $I_p + 8 U_p$. We trace this extension to long electron excursions spanning several optical cycles before recombination, and provide a fully consistent explanation using both classical analysis and Bohmian trajectories flow. Our findings reveal that this cutoff-extension mechanism is remarkably robust, persisting across different atomic species and remaining insensitive to variations in the driving parameters. These results demonstrate that cutoff control is achievable with laboratory-scale THz fields, offering practical guidelines for engineering coherent high-energy HHG, and providing a robust pathway for tracking ultrafast electron motion in real time.

physics.opticsCross-listedarXiv:2601.16747•Jan 26, 2026

Electron-quantum-optics experiments at the single particle level

Hermann Edlbauer

Expériences d'optique quantique électronique à l'échelle d'une seule particule Au cours des 25 dernières années, il n'y a eu que quelques rapports sur des expériences de type optique quantique avec des électrons.Les progrès réalisés dans ce récent domaine de recherche ont permis de mettre au point des techniques originales pour piéger, déplacer et manipuler les électrons dans des dispositifs à l'état solide.Ces progrès ouvrent de nouvelles perspectives pour l'étude de phénomènes quantiques fascinants tels que l'effect tunnel ou l'intrication avec les électrons.En raison de la contrôlabilité exigée dans les implémentations possibles de circuits logiques quantiques, il est maintenant particulièrement intéressant de réaliser des expériences d'optique quantique électronique avec des électrons volants uniques.Dans cette thèse, nous abordons deux expériences liées, mais conceptuellement différentes, d'optique quantique électronique au niveau de la particule unique.Toutes les expériences menées dans le cadre de cette thèse ont été réalisées à des températures cryogéniques avec des dispositifs définis par Schottky-gates dans des hétérostructures AlGaAs/GaAs.Tout d'abord, nous effectuons une expérience d'interférence d'électrons de type Mach-Zehnder dans le régime de transport balistique.En formant un grand point quantique dans l'une des branches de l'interféromètre, nous étudions le déphasage de la fonction d'onde d'un électron transmis de façon résonnante.Au cours de nos mesures, nous trouvons des signatures d'un comportement de transmission qui reflète les symétries internes des états propres des boîtes quantiques.Nos résultats mettent en lumière la question de longue date d'un comportement de phase de transmission universelle dans des boîtes quantiques en grand taille.Nous avons ainsi posé un jalon important vers une compréhension globale de la transmission par résonance d'électrons volants simples par des boîtes quantiques.Dans une deuxième expérience, nous allons au-delà du régime de transport balistique.Nous utilisons des ondes acoustiques de surface pour transporter un seul électron entre les boîtes quantiques définies par la grille de surface dans un circuit couplé par l'effect tunnel.Nous développons deux blocs de base essentiels pour partitionner et coupler les électrons volants simples dans un tel circuit piloté par le son.En dépassant une efficacité de transfert simple de 99 %, nous montrons qu'un circuit électronique quantique piloté par le son est réalisable à grande échelle.Nos résultats ouvrent la voie à des opérations de logique quantique avec des qubits d'électrons volants qui surfent sur une onde acoustique.

•Jul 9, 2019•1 citation
Coherence-based spectroscopy methods are powerful tools to explore structure and dynamics of matter. However, towards higher photon energies, the generation of sequences of pulses with well-characterized relative delays and phases remains a challenge. Here, we introduce a method to measure the relative phase φ\varphiφ between subsequent transform-limited pulses from high-repetition-rate x-ray free-electron lasers (XFELs). It is based on a Ramsey-type interference measurement, enabled by introducing long-lived Mössbauer resonances into the XFEL beam path up- or downstream a primary experiment, which allow one to bridge the temporal gap between the XFEL pulses. The measured phase can be used as additional input for the analysis of the primary experiment.
Extending the high-harmonic cutoff with experimentally accessible fields is essential for advancing tabletop coherent extreme ultraviolet (EUV) and soft X-ray sources. Although terahertz (THz) assistance offers a promising route, cutoff extension at weak, laboratory-accessible THz strengths remain poorly understood. In this report, we comprehensively investigate THz-assisted high-order harmonic generation (HHG) using time-dependent Schrödinger equation simulations supported by classical trajectory analysis and Bohmian-based quantum dynamics. By mapping the plateau evolution versus THz strength, we show that even weak THz fields can extend the cutoff, producing a pronounced ``fish-fin'' structure whose prominent rays saturate near Ip+8UpI_p + 8 U_pIp​+8Up​. We trace this extension to long electron excursions spanning several optical cycles before recombination, and provide a fully consistent explanation using both classical analysis and Bohmian trajectories flow. Our findings reveal that this cutoff-extension mechanism is remarkably robust, persisting across different atomic species and remaining insensitive to variations in the driving parameters. These results demonstrate that cutoff control is achievable with laboratory-scale THz fields, offering practical guidelines for engineering coherent high-energy HHG, and providing a robust pathway for tracking ultrafast electron motion in real time.
Expériences d'optique quantique électronique à l'échelle d'une seule particule Au cours des 25 dernières années, il n'y a eu que quelques rapports sur des expériences de type optique quantique avec des électrons.Les progrès réalisés dans ce récent domaine de recherche ont permis de mettre au point des techniques originales pour piéger, déplacer et manipuler les électrons dans des dispositifs à l'état solide.Ces progrès ouvrent de nouvelles perspectives pour l'étude de phénomènes quantiques fascinants tels que l'effect tunnel ou l'intrication avec les électrons.En raison de la contrôlabilité exigée dans les implémentations possibles de circuits logiques quantiques, il est maintenant particulièrement intéressant de réaliser des expériences d'optique quantique électronique avec des électrons volants uniques.Dans cette thèse, nous abordons deux expériences liées, mais conceptuellement différentes, d'optique quantique électronique au niveau de la particule unique.Toutes les expériences menées dans le cadre de cette thèse ont été réalisées à des températures cryogéniques avec des dispositifs définis par Schottky-gates dans des hétérostructures AlGaAs/GaAs.Tout d'abord, nous effectuons une expérience d'interférence d'électrons de type Mach-Zehnder dans le régime de transport balistique.En formant un grand point quantique dans l'une des branches de l'interféromètre, nous étudions le déphasage de la fonction d'onde d'un électron transmis de façon résonnante.Au cours de nos mesures, nous trouvons des signatures d'un comportement de transmission qui reflète les symétries internes des états propres des boîtes quantiques.Nos résultats mettent en lumière la question de longue date d'un comportement de phase de transmission universelle dans des boîtes quantiques en grand taille.Nous avons ainsi posé un jalon important vers une compréhension globale de la transmission par résonance d'électrons volants simples par des boîtes quantiques.Dans une deuxième expérience, nous allons au-delà du régime de transport balistique.Nous utilisons des ondes acoustiques de surface pour transporter un seul électron entre les boîtes quantiques définies par la grille de surface dans un circuit couplé par l'effect tunnel.Nous développons deux blocs de base essentiels pour partitionner et coupler les électrons volants simples dans un tel circuit piloté par le son.En dépassant une efficacité de transfert simple de 99 %, nous montrons qu'un circuit électronique quantique piloté par le son est réalisable à grande échelle.Nos résultats ouvrent la voie à des opérations de logique quantique avec des qubits d'électrons volants qui surfent sur une onde acoustique.