作者单位
摘要
1 西南交通大学 物理科学与技术学院 四川 成都 610031
2 西南交通大学 物理科学与技术学院 四川 成都 610031
量子纠缠态经级联环境中演化的量子非局域关联检验研究具有重要的现实意义。基于Hardy-type佯谬检验方案, 本文分别以两比特量子纯态和混合态为研究对象, 研究了其在级联环境中演化后的量子非局域关联检验情况。分析了纠缠态和腔的耦合强度、腔和库的耦合强度比值κ/γ以及马尔科夫环境和非马尔科夫环境对量子非局域关联检验的影响情况。结果表明, 在马尔科夫环境中, 且κ/γ越小, 成功进行量子非局域关联检验的演化时间越长。进一步给出了量子混合态能够成功进行量子非局域关联检验的混合度参数m的范围, 并给出了量子混合态经级联环境演化后, 可成功进行量子非局域关联检验的演化时间范围。
量子非局域关联检验 级联环境 Hardy-type佯谬 量子纯态 量子混合态 quantum nonlocal correlation testing hierarchical environment Hardy-type paradox quantum pure state quantum mixed state 
量子光学学报
2023, 29(3): 030101
Author Affiliations
Abstract
1 University of Palermo, Department of Engineering, Palermo, Italy
2 National Institute of Optics-National Research Council, Brescia, Italy
3 University of Brescia, Department of Information Engineering, Brescia, Italy
4 ITMO University, School of Physics and Engineering, Saint-Petersburg, Russia
5 ETH Zurich, Institute for Quantum Electronics, Department of Physics, Optical Nanomaterial Group, Zurich, Switzerland
6 Technical University of Denmark, Department of Electrical and Photonics Engineering, Kongens Lyngby, Denmark
Metasurfaces offer a unique playground to tailor the electromagnetic field at subwavelength scale to control polarization, wavefront, and nonlinear processes. Tunability of the optical response of these structures is challenging due to the nanoscale size of their constitutive elements. A long-sought solution to achieve tunability at the nanoscale is all-optical modulation by exploiting the ultrafast nonlinear response of materials. However, the nonlinear response of materials is inherently very weak, and, therefore, requires optical excitations with large values of fluence. We show that by properly tuning the equilibrium optical response of a nonlocal metasurface, it is possible to achieve sizable variation of the photoinduced out-of-equilibrium optical response on the picosecond timescale employing fluences smaller than 250 μJ / cm2, which is 1 order of magnitude lower than previous studies with comparable reflectivity variations in silicon platforms. Our results pave the way to fast devices with large modulation amplitude.
nonlocal metasurface nanophotonics ultrafast modulation Fano resonance 
Advanced Photonics
2023, 5(6): 066006
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Mathematical Sciences, College of Science, Princess Nourah bint Abdulrahman University, P.O. Box 84428, Riyadh 11671, Saudi Arabia
2 Department of Physics, College of Science, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University (IMSIU), P.O. Box 5701, Riyadh 11432, Saudi Arabia
3 Department of Mathematics and Statistics, College of Science, Taif University, P.O. Box 11099, Taif 21944, Saudi Arabia
Recently, Kumar Gerry et al. [Phys. Rev. A 90, 033427 (2014) https://doi.org/10.1103/PhysRevA.90.033427] studied the coherence control in a six-level atom through solving the Schrödinger equation in the field-interaction representation. In this manuscript, we investigate the interaction between a six-level atomic system (SLAS) and a single-mode field initially prepared in a squeezed coherent state. We extend the Jeans–Cummings model to describe the interaction between the atom and the squeezed field (SF) and the system dynamics. We examine the time evolution of the atomic coherence, non-local correlation, statistical properties within the bipartite system in the presence and absence intensity-dependent coupling (I-DC) for different squeezing regimes of the field.
Atom-field interaction Squeezing effect Intensity-dependent coupling Coherence Nonlocal correlation 
Journal of the European Optical Society-Rapid Publications
2023, 19(2): 2023039
Ji-Ning Zhang 1,2,3Ran Yang 1,2,3Xinhui Li 1,2,3,*Chang-Wei Sun 1,2,3[ ... ]Shi-Ning Zhu 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University, National Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing, China
2 Nanjing University, School of Physics, Nanjing, China
3 Nanjing University, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing, China
4 Qingdao University of Technology, School of Science, Qingdao, China
5 Nanjing University, School of Electronic Science and Engineering, Nanjing, China
6 Hefei National Laboratory, Hefei, China
Quantum random number generators (QRNGs) can provide genuine randomness by exploiting the intrinsic probabilistic nature of quantum mechanics, which play important roles in many applications. However, the true randomness acquisition could be subjected to attacks from untrusted devices involved or their deviations from the theoretical modeling in real-life implementation. We propose and experimentally demonstrate a source-device-independent QRNG, which enables one to access true random bits with an untrusted source device. The random bits are generated by measuring the arrival time of either photon of the time–energy entangled photon pairs produced from spontaneous parametric downconversion, where the entanglement is testified through the observation of nonlocal dispersion cancellation. In experiment, we extract a generation rate of 4 Mbps by a modified entropic uncertainty relation, which can be improved to gigabits per second by using advanced single-photon detectors. Our approach provides a promising candidate for QRNGs with no characterization or error-prone source devices in practice.
source device independence quantum randomness nonlocal dispersion cancellation time–energy entanglement 
Advanced Photonics
2023, 5(3): 036003
作者单位
摘要
燕山大学电气工程学院,河北 秦皇岛 066000
针对跟踪运动目标过程中网络对目标被遮挡或目标周围存在干扰物敏感,从而导致不可靠的响应位置和错误跟踪框的问题,提出一种基于深度学习的免锚框孪生卷积网络跟踪方法。首先,通过非局部感知网络来学习目标引导的特征权重,该权重用于细化目标模板分支和搜索分支的深度特征,以监督的方式利用两个分支特征的远程依赖性,从而有效抑制噪声干扰。其次,进一步开发一个包围框感知块将多维回归特征与跟踪质量相关联,这个模块加强目标模板分支和搜索分支之间的相互作用,提高网络定位准确性。在标准数据集上的实验结果表明,所提方法能实时跟踪目标,并在准确度上获得提升。
机器视觉 目标跟踪 深度学习 非局部感知网络 孪生卷积网络 
激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0415007
作者单位
摘要
1 衡水学院物理与电子信息系,河北 衡水 053000
2 衡水学院应用化学系,河北 衡水 053000
时域有限差分(FDTD)方法在计算金属纳米结构的非局域特性时,往往需要更小的空间离散步长,当模型尺寸较大时会给计算带来困难。而描述金属非局域介电特性的流体力学模型由于纵向波矢的引入,给传输矩阵法(TMM)等半解析方法的运算造成不便。因此,提出了一种结合FDTD与TMM求解纳米金属非局域薄膜吸收率的方法。采用FDTD方法获得金属的反射系数和透射系数,并反演得到非局域金属的等效介电常数。将等效介电常数及模型参数代入TMM中,计算出完整结构的电磁特性。结果表明,该方法能很好地解决FDTD离散网格过小造成的内存不足和TMM中纵向波矢带来的计算复杂问题,且能快速完成分层纳米结构反射率、透射率和吸收率的计算。
薄膜 等效介电常数 非局域 金属纳米结构 
激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2131001
作者单位
摘要
福州大学物理与信息工程学院, 福建省量子信息与量子光学重点实验室 福建 福州 350108
研究离散变量与连续变量系统在纠缠态下的非局域关联性是量子信息处理中的基本理论与应用课题。对于局域隐变量理论的Bell不等式的违背可以很好地体现这些关联。在本文中, 我们对量子比特自旋操作与谐振子旋转宇称操作进行联合测量, 研究了量子比特与谐振子相干态的纠缠对Bell不等式的影响, 并且证明, 当量子比特与谐振子之间的纠缠接近最大值时, 二者的非局域关联几乎最大限度地违背了Bell不等式。之后通过对Mermin-Klyshko不等式的违背, 进一步研究了一个或多个比特与两个谐振子相干态纠缠的系统的非局域关联性。结果表明随着谐振子相干态的振幅增大, 非局域性也会快速增强, 同时, 相干态振幅取值适中, 就能使Mermin-Klyshko不等式接近最大违背。
混合系统 非局域性 Bell不等式 Mermin-Klyshko不等式 位移宇称 旋转宇称 hybrid system nonlocal correlations Bell inequality Mermin-Klyshko inequality spin-rotated-parities correlations spin-displaced-parities correlations 
量子光学学报
2022, 28(2): 96
作者单位
摘要
1 闽南理工学院土木工程学院,福建 泉州 362799
2 九江学院理学院,江西 九江 332005
3 石狮鹏山工贸学校汽车维修系,福建 泉州 362799
不同涡旋个数和拓扑荷的多涡旋-高斯光束具有不同光强和相位分布。当涡旋个数增大时, 涡旋奇点个数增加, 统计束宽也增大。利用分步傅里叶法数值模拟了多涡旋-高斯光束在负折射率非局域介质中的传输, 发现涡旋点关于原点不对称或各涡旋点的拓扑荷不相等都可以改变孤子的传输方向, 因此通过改变涡旋点位置和拓扑荷数可以实现光束传输方向的控制。若涡旋点虚部的符号发生改变, 孤子的旋转方向也发生改变。此外, 孤子的临界功率和轨道角动量都会随着拓扑荷的增加而增大。因此, 可以通过涡旋点位置﹑涡旋点个数和拓扑荷的方式对光束信息进行编码, 使光束在介质中传输时携带更多容量的信息。
非线性光学 分步傅里叶法 强非局域介质 多涡旋-高斯光束 轨道角动量 nonlinear optics split-step Fourier method strong nonlocal media multi-vortex-Gaussian beam orbital angular momentum 
量子电子学报
2022, 39(5): 795
作者单位
摘要
1 赣南师范大学物理与电子信息学院, 江西 赣州 341000
2 闽南理工学院土木工程学院, 福建 泉州 362799
3 九江学院理学院, 江西 九江 332005
不同阶数复宗量厄米-高斯光束具有不同的光强和相位分布, 当阶数增大时, 涡旋奇点个数增加, 其个数与阶数相等, 同时光束束宽和椭圆率也随之增大。利用分步傅里叶法数值模拟了复宗量厄米-高斯光束在强非局域介质中的传输, 发现初始功率不等于临界功率时, 可得到振荡传输的呼吸子; 若光束的初始功率等于临界功率, 可得到稳定的孤子。进一步研究表明, 孤子光强的旋转方向取决于参量 ξ 中虚部前面的符号; 不同阶数孤子的临界功率相同, 轨道角动量却随着阶数的增加而增大; 在添加噪声后, 复宗量厄米-高斯型孤子依然能稳定传输。
非线性光学 强非局域介质 分步傅里叶法 复宗量厄米-高斯光束 轨道角动量 nonlinear optics strong nonlocal media split-step Fourier method complex variable Hermite-Gaussian beam orbital angular momentum 
量子电子学报
2022, 39(3): 459
作者单位
摘要
南京晓庄学院电子工程学院, 江苏 南京 210017
根据强非局域非线性介质(SNNM)中傍轴光束传输遵循的(3+1)维薛定谔方程,获得了椭圆坐标系下时空可控艾里-因氏-高斯(CAiIG)光束的解析解。CAiIG光束由具有不同初始速度的艾里脉冲对空间因氏-高斯光束时域调制获得。通过调整光束初始入射功率和临界功率的比率、初始入射速度以及椭圆参数,探讨了SNNM中CAiIG光束的传输过程。时空CAiIG光束在传输过程中保持非色散特性。依据初始入射功率和临界功率的比率,光束束宽在空间呈现出周期性振荡(功率比不等于1)或者保持不变(功率比等于1)的状态。调整椭圆参数的值可以实现时空艾里-因氏-高斯光束与时空艾里-拉盖尔-高斯光束及时空艾里-厄米-高斯光束间的连续转换。此外,给出了SNNM中CAiIG光束呈呼吸态传输时几个传输截面上的能流分布图。
非线性光学 强非局域非线性 时空艾里-因氏-高斯光束 自加速和自减速光束 坡印亭矢量 
光学学报
2022, 42(2): 0219001

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