华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 武汉 430074
硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势, 在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而, 硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法: 绝热捷径法和变换光学方法, 简要阐述其物理原理, 并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。
硅基集成光子器件 绝热捷径法 变换光学方法 silicon-based integrated optical devices shortcuts to adiabaticity transformation optics
提出了一个缀饰态方案来快速制备两原子四维纠缠态。 在方案中,在量子芝诺动力学的帮助下, 系统的哈密顿量可以简化为一个简单的三能级系统的有效哈密顿量。首先在有效哈密顿中加入一个合适的修正哈密顿量,然后恰当地选择一套缀饰态作为基矢,通过巧妙的幺正变换,可以在缀饰态表象下构建一个新的哈密顿量来消除非绝热耦合进而构建绝热捷径,当满足边界条件时就可以快速制备两原子四维纠缠态。
四维纠缠 量子芝诺动力学 缀饰态 绝热捷径 four-dimensional entangled state quantum Zeno dynamics dressed states shortcut to adiabatic passage
1 上海大学理学院物理系, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室和超强激光科学卓越中心, 上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
针对存在增益损耗的三能级非厄米量子系统,提出了一种新型的非厄米受激拉曼绝热捷径(NH-STIRSAP)技术。该技术基于传统的受激拉曼绝热通道(STIRAP),通过灵活调控系统的非厄米项,使系统演化中的非绝热耦合得到有效抵消,从而加速绝热演化过程。详细的数值计算和理论分析结果证实,基于所提技术,系统的绝热演化速度快,且制备的量子态具有高保真度。并展示了所提技术在量子分束方面的应用。与传统绝热捷径技术相比,NH-STIRSAP新技术具有更广泛的应用。
量子光学 受激拉曼绝热通道 非厄米系统 绝热捷径 量子分束
华南师范大学物理与电信工程学院广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
量子绝热过程是制备和操控量子态的常用方法之一, 通常其需要较长的操作时间, 会引起退相干系统中操作保真度的快速下降。量子绝热捷径技术理论上可以通过抵消演化过程中的非绝热效应来实现对量子绝热过程的加速。当应用于受激拉曼绝热转移中时, 量子绝热捷径技术可以实现既快又好的量子操控。概述了量子绝热捷径技术的基本概念及实验进展, 重点介绍了其在受激拉曼绝热转移中的应用。
量子光学 受激拉曼绝热转移 量子绝热捷径 量子操控 保真度 激光与光电子学进展
2017, 54(12): 120002
福州大学 物理与信息工程学院,福建 福州 350116
基于绝热捷径技术,我们提出了一个通过设计共振脉冲,仅用一个操作步骤便实现两原子相位门的理论方案。我们讨论了原子自发辐射和腔中光子泄漏对方案的影响,数值结果表明当前方案对上面的两种耗散效应和试验参数的误差都具有鲁棒性。此外,本方案所需的演化时间非常短并且在整个演化过程中都不需要额外引入复杂的脉冲。因此,这个方案在当前实验条件下是比较容易实现的。
相位门 基于不变量的反向设计 量子绝热捷径 phase gate invariant-based inverse engineering shortcuts to adiabatic passage
