通过耦合腔进行脉冲整形：单光子和量子比特

腔体与量子网络的动态耦合对于基于腔量子电动力学的分布式量子信息处理方案具有重要意义。这可以通过主动调谐一个中介的原子-腔系统来实现。具体来说，我们考虑两个耦合腔之间的动态耦合，每个腔与一个二能级原子相互作用，通过调谐其中一个原子来实现。一个原子-场系统可以被控制为与其对应系统实现最大和最小耦合，从而实现高保真度的激发限制、Q 开关和可逆状态传输。作为一个应用，我们首先展示简单的调谐可以导致发射近高斯型的单光子脉冲，这与被动腔系统中通常的指数衰减显著不同。通过详细的数值模拟研究了腔损耗和原子自发辐射的影响，表明这些方案在固态环境中的当前实验技术范围内是可行的。然后我们展示，当该技术应用于涉及多能级原子的扩展耦合腔方案时，可以以确定性的方式工程化任意的单光子时间叠加。