光子阻塞的多目标设计以实现明亮单光子源

通过可饱和发射体、光子阻塞或预示对生成实现的高质量单光子源,是光子量子平台不可或缺的构建模块。尽管这些机制通过通常由解析模型描述的不同原理抑制多光子发射,但其实际实现受到纯度、亮度和不可区分性之间矛盾要求的制约,这些要求必须在高维设计空间中加以平衡。该团队提出了一种计算框架,用于优化单光子源的竞争性指标。基于李空间伴随公式,该公式能有效评估马尔可夫开放量子系统中的多个目标,研究团队开发了一种基于雅可比矩阵的更新方法,确保多目标代价的一阶单调减小。通过引入模拟退火以逃离梯度消失平台,该框架在无需任何解析指导的情况下,在广泛参数空间内实现了光子阻塞设计中近60%的成功率,其中\(g^{(2)}(0)\)小于0.1且亮度达到理论边界。该框架为开放量子系统的多目标设计提供了一种通用方案。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-18 12:23

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