短量子链路中的光子回波同步与量子态传输

在量子短链路区域(光子传输时间τ与发射体寿命1/γ相当)这一实验相关但理论探索不足的领域,传统少模描述方法因延迟效应和多模效应显著增强而失效。该研究团队采用延迟微分方程(DDE)框架——该框架支持从单模腔极限到多模波导连续体的精确解析解——发现耦合于短链路的发射体会自发锁定在由相干光子回波驱动的自同步拉比振荡中,从而打破链路的离散时间平移对称性。由此产生的光谱结构(包括超强耦合区域中持续的准暗态和真空拉比分裂)能实现高效量子态传输(QST):通过对γτ参数空间内三种协议的基准测试,研究发现STIRAP协议利用准暗态结构可实现二次不保真度下限((γτ)2),在γτ≲1.44时(甚至延迟效应不可忽略的区域)其性能优于SWAP协议(线性误差(γτ))和波包工程方法。这些成果确立了光子回波同步作为量子态传输的工程资源,而DDE建模为当前电路-QED硬件上的短链路实验提供了所需的设计优化精确解析预测。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-19 15:55

量科快讯