Entanglement and purity of single- and two-photon states
虽然单光子和双光子波包通常被视为纯态，但实际上它们将被混合。研究了混合光子波包产生的纠缠如何退化。我们特别发现，离域单光子态的电-磁场的纠缠仅由其纯度决定。我们还讨论了双光子混合态的纠缠，以及真空分量的影响。
2008-05-21 quant-ph
High Purity Single Photons Entangled with an Atomic Memory
被囚禁的原子离子是量子网络节点的理想候选者，具有长寿命的相同量子比特存储器，可以通过它们的库仑相互作用进行本地纠缠，并通过光子通道进行远程纠缠。这种光子界面的完整性通常依赖于量子存储器产生的单个光子的纯度。在这里，我们展示了一个单光子源的量子网络的基础上捕获的$^{138}\mbox{Ba}^+$离子的单光子纯度为$ g^{2}(0)=(8.1\pm2.3)\times 10^{-5} $没有背景扣除。我们进一步优化的光子产生率和存储光子纠缠保真度的偏振光子量子比特的情况下，通过剪裁收集光的空间模式之间的权衡。
2018-12-04 quant-ph
Accessing the purity of a single photon by the width of the Hong-Ou-Mandel interference
我们展示了一种方法来确定单光子的光谱纯度。该技术基于单光子态和适当制备的相干光场之间的Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉。我们发现HOM凹陷的时间宽度不仅与光谱宽度的倒数有关，而且与潜在的量子相干性有关。因此，通过测量HOM凹陷和光谱的宽度，可以直接量化光谱纯度的程度。我们的建议的显着优势是，它避免了完美的模式匹配的需要，因为它不依赖于干扰的可见性。我们的方法是特别有用的表征预示单光子态的纯度。
2010-10-06 quant-ph
Fibre-integrated noise gating of high-purity heralded single photons
我们提出了一个全光纤源的高纯度预示单光子与集成的条件光门，减少了几乎一个数量级的不相关噪声。在光子晶体光纤中通过四波混频产生光子对，我们观察到在噪声门激活的情况下，在符合计数率没有可测量的下降的情况下，预示的通道中的单计数率降低了7倍。与符合事件的电子后选择相反，不需要的光子的通量的真正减少例如对于避免漂白光敏样品或生成纠缠态是有益的。
2017-05-04 quant-ph
High-purity fluorescence photon bundle emission from two separate emitters
College of Physical Science and Technology, Central China Normal University（华中师范大学物理科学与技术学院）；School of Science, Hubei University of Technology（湖北工业大学理学院）
提出利用强驱动辅助发射体介导两个分离二能级发射体的关联激发，生成高纯度双光子束，通过有限激发空间排除杂质光子并抑制泄漏，提升纯度，应用于量子信息处理。
2026-09-09 quant-ph
Heralded generation of high-purity ultrashort single photons in programmable temporal shapes
我们通过实验证明了电信波长的参量下转换（PDC）源预示着具有任意时间形状的近纯单光子源。该技术通过内部制造的具有成形泵浦脉冲的波导的定制色散来实现，以直接生成按需时间形状的PDC光子。我们产生PDC光子厄米高斯和频率分箱模式，并确认最低纯度为0.81，即使是复杂的时间形状。
2018-01-28 quant-ph
Bell-inequality in path-entangled single photon and purity of single photon state
单光子的不同自由度已经被纠缠，并被用作各种量子技术应用的资源。提出了一种简单的Bell检验方案，并在分束器中利用干涉和非干涉方法证明了路径纠缠单光子态对CHSH不等式的破坏.我们证明了这一点，通过产生和控制的路径纠缠态使用两个，预示和unpredered单光子自发参量下转换。实验结果表明，当单光子态纯度的可见度增加到70%（$\mathcal{P} > 0.7$）以上时，将发生向CHSH不等式违反的转变.我们的程序使用单个分束器和两个探测器模块的unherded单光子源允许一个简单的方法来测试任何单光子源的纯度和研究量子关联的动力学驱动的系统中，单粒子纠缠与位置空间是突出的。
2023-02-08 quant-ph
Improving quantum interference visibility between independent sources by enhancing the purity of correlated photon pairs
Basic Research Laboratories, NTT, Inc.（NTT公司基础研究实验室）
通过提高相关光子对的纯度，研究提高了独立光源间的量子干涉可见度，并实现了更高的三重巧合率，以增强多光子时间槽GHZ态的生成效率。
2026-01-09 quant-ph
Design Considerations for High-purity Heralded Single Photon Sources
当构建具有光谱可分离光子的参数下转换光子对源时，例如用于制造高纯度的预示单光子时，必须考虑两个实际问题：实验的设计及其表征。为了解决实验设计，我们研究了现实（sech形和啁啾）泵浦场，现实的非线性晶体与制造缺陷，以及不希望的PDC代远离来自非线性成形方法的中心PMF峰的光谱分离性的影响。为了解决实验表征问题，我们研究了测量的双光子联合光谱的离散化和光谱范围的影响，从联合光谱振幅与联合光谱强度推断分离性之间的差异，以及干涉实验用于纯度表征的优势基于联合光谱强度的方法。这项研究将是实际的兴趣，研究人员建立下一代的非线性源的可分离光子对。
2018-07-03 quant-ph
Optical quantum computing with photons of arbitrarily low fidelity and purity
线性光学量子计算（LOQC）是实现大规模量子计算机的主要候选方案。这里，量子信息被编码到光的量子态中，并且计算经由线性光学网络进行。众所周知，在这种方案中，对光子的时空结构有严格的要求--它们必须是完全不可分辨的，并且具有非常高的纯度。我们表明，在玻色子采样模型LOQC这些条件可能会显着放宽。我们提出的证据表明，通过增加系统的大小，我们可以实现一个计算困难的算法，即使我们的光子具有任意低的保真度和纯度。这些宽松的条件使得玻色子采样LOQC在当今技术的范围内。
2012-09-24 quant-ph
Optimized Spectral Purity of Heralded Single Photons at the Telecom O-Band
Tohoku University（东北大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
本研究通过优化钾钛酸锂晶体的极化结构，实现了在电信O波段高达99.4%的单光子光谱纯度，为量子信息应用提供了实用的量子源解决方案。
2025-07-02 quant-ph
Tomography of a High-Purity Narrowband Photon From a Transient Atomic Collective Excitation
我们证明了高纯度窄带宽单光子的有效预示产生的瞬态集体自旋激发在热原子蒸气细胞。采用光学零差层析成像，我们完全重建所产生的光子的密度矩阵，并观察到维格纳函数达到零值，而不校正任何效率低下。所产生的光子的窄带宽伴随着产生高光谱亮度的高生成速率。因此，该源与基于原子的量子存储器以及光原子接口中的其他应用兼容。这项工作为制备和测量原子集体激发的任意叠加态铺平了道路。
2012-04-26 quant-ph
Quantum state of an injected TROPO above threshold : purity, Glauber function and photon number distribution
本文研究了三重共振非简并光参量振荡器在阈值以上工作时，在信号模和闲频模上注入一个光以锁定相位扩散过程，产生的全信号-闲频-泵浦模式量子态的若干性质。我们确定并讨论了这种状态的光谱纯度，这原来并不总是等于1，即使在量子水平上的三个相互作用模式已被考虑。我们已经看到，纯度基本上取决于注入光的弱强度和同步的不对称性。然后，我们推导了它的总三模Glauber P函数的表达式，并计算了联合信号-闲频光子数的概率分布，并研究了它们对注入的依赖性。
2007-07-11 quant-ph
Maximizing Purity and Heralding Efficiency of Type-I Down-Converted Photons Using Beam Focal Parameters
本文通过理论证明非共线I型自发参量下转换可利用光束聚焦参数同时实现约0.97的高预告效率和高光谱纯度，无需特殊晶体色散，为量子信息应用提供了简单通用的高质量光子源方案。
2024-10-18 quant-ph
Towards On-Demand Heralded Single-Photon Sources via Photon Blockade
激光泵浦非线性光学介质中的自发参量下转换（SPDC）可以产生高纯度但产额很低的单光子。通过增加SPDC中的泵浦功率来提高产率不可避免地由于多光子事件的激发而降低纯度。我们提出了一个方案，以克服这种纯度-产量的权衡，通过抑制多光子事件的腔增强的SPDC通过光子封锁效应。通过在腔内介质中引入强的光子-光子相互作用并增加泵浦功率，我们可以将可用的单光子产率提高到大于$90\%$，同时保持高纯度的$99\%$，朝向通过SPDC过程按需产生单光子。我们的准按需SPDC源可能会促进基于单光子的量子信息技术。
2021-04-09 quant-ph
Conditional preparation of single photons using parametric downconversion: A recipe for purity
在最近报道的一项实验中[Phys. Rev. 100，133601（2008）]，我们证明了通过群速度匹配的参数下转换，可以在纯量子态中产生预示的单光子，而无需光谱滤波。该技术依赖于可因子化的光子对产生，最初在严格的共线制度理论上发展;聚焦-在任何实验实施中都需要-可以破坏这种因子化。在这里，我们提出的数值模型用于设计我们的单光子源，并尽量减少光谱相关性，在这样的实验考虑。此外，我们表明，我们的模型的结果是在很好的协议与测量上的光子对，并给出了详细的描述，为构建这种类型的源的确切要求。
2008-07-09 quant-ph
On the Purity and Indistinguishability of Down-Converted Photons
自发参量下转换产生的光子是量子信息科学中最有用的资源之一。它们的两个最重要的特性是纯度和不可吸收性，这决定了它们作为资源的有用性。我们展示了如何通过使用单对源的Hong，Ou和Mandel（HOM）类型的干扰来访问这些特性。我们还提供了简单直观的分析公式，以提取其值从深度的干涉图案。通过与实验结果和数值模拟的比较，证明了这些表达式的有效性。这些结果为设计SPDC源和表征它们发射的量子态提供了必要的工具，这将在发展复杂的量子光子实验中发挥越来越重要的作用。
2012-11-01 quant-ph
Enhancing the purity of single photons in parametric down-conversion through simultaneous pump-beam and crystal-domain engineering
针对SPDC光子对的空间相关性限制单光子纯度的问题，本文提出同步工程化泵浦光束与晶体畴结构，无需空间滤波即可实现高达99%的单光子态纯度。
2023-08-17 quant-ph
Direct method for measuring of purity, superfidelity, and subfidelity of photonic two-qubit mixed states
Uhlmann-Jozsa保真度（或者，等价地，Bures距离）是量子通信和量子信息的基本概念，然而，如果不求助于量子层析成像，则很难有效地测量。在这里，我们提出了一种直接的实验方法来估计两个未知的两个量子比特混合态之间的保真度通过测量的保真度的上限和下限，这被称为超保真度和亚保真度，分别。我们的方法可以直接测量两个任意两量子比特态之间的一阶和二阶重叠。特别地，该方法可以应用于在直接实验中测量单个两量子比特混合态的纯度（或线性熵）。我们还提出并严格比较了几个实验策略，用于测量子和超偏振态的光子在各种线性光学设置。
2013-11-18 quant-ph
Heralding pure single photons: a comparision between counter-propagating and co-propagating twin photons
我们研究了通过自发参量下转换产生纯预言单光子的不同策略，比较了[1]中研究的反向传播几何结构和更传统的通过群速度匹配技术提高预言光子态纯度的同向传播结构。我们的分析是基于时间域中的孪生光子的相关性，这是一种非标准的方法，它提供了一种物理机制，可以消除状态的时间纠缠并产生高纯度的预示光子。然后计算与时间模式相关联的施密特数，其提供纯度的更定量的估计。各种策略的效率和由此产生的预示光子的个体属性也进行了比较。
2017-06-06 quant-ph
Mode-selective nonlinear interference for high-brightness and high-purity fiber-coupled SPDC sources
Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）；Friedrich Schiller University Jena, Institute of Applied Physics, Abbe Center of Photonics（耶拿弗里德里希·席勒大学应用物理学院阿贝光子学中心）
通过级联双晶体II型SPDC源中的非线性干涉，将亮度- heralding效率权衡提升超过单晶体极限一个数量级，并实现近单位光谱纯度。
2026-06-24 physics.optics quant-ph
Generation of pure-state single photons with high heralding efficiency by using a three-stage nonlinear interferometer
实验研究了一种基于光纤的三级非线性干涉仪，并通过光谱工程方法验证了其在产生高效率、高纯度的预言单光子中的应用。在亮度为0.039光子/脉冲时，探测效率达到90%。通过双光子Hong-Ou-Mandel干涉检查源的纯度，其可见度为95% ± 6%（在校正拉曼散射和多对事件之后）。研究表明，用三级非线性干涉仪产生的单光子预示源具有纯度高、预示效率高、亮度高、波长和带宽选择灵活等优点。
2020-02-02 quant-ph
Second-order correlations and purity of unheralded single photons from spontaneous parametric down-conversion
各种量子技术应用需要具有高产生速率的高纯度单光子。虽然采用不同的方法来产生这样的光子，但来自自发参量下转换（SPDC）的预示单光子是最常用的方法。来自所预示的单光子源的光子产生速率受到探测器记录光子对的符合探测的效率的限制，所述光子对的符合探测低于在每个探测器上单独记录的单光子计数。在本文中，我们提出了一个修正的表达式来计算二阶时间关联函数，$g^{(2)}$为任何固定的时间窗口（bin）和报告的实验表征的未预告和预告的单光子从SPDC过程的纯度。对于给定的泵浦功率，适当地选择时间仓，在没有预示的情况下，我们表明可以以非常高的概率产生具有$g^{(2)}(0) = 0$的更高速率的单光子。
2022-07-14 physics.optics quant-ph
On the effects of self- and cross-phase modulation on photon purity for four-wave mixing photon-pair sources
研究了自相位调制和交叉相位调制对自发四波混频光子对联合光谱振幅的影响。特别是，被认为是从一对预示的光子的纯度，在计划的背景下，旨在最大限度地提高纯度和最小化的联合光谱振幅使用双折射相位匹配和短泵浦脉冲的相关性。我们发现，非线性相位调制效应将是有害的，并将限制量子干涉的可见性，可以实现在给定的生成速率。通过考虑每个光子与泵浦光之间的群速度走离，忽略每个波长处的群速度色散，得到了相位调制下的联合光谱振幅的近似表达式。群速度色散也可以包括与数值计算，它表明，它只具有很小的影响，考虑现实的参数的纯度。
2015-04-15 physics.optics quant-ph
Heralded generation of vectorially structured photons with high purity
光子的矢量空间模是各种量子光学实验中操纵高维光子态的重要手段。在这项工作中，我们演示了通过使用自锁偏振干涉仪，包括一个空间光调制器的预言单光子与定义良好的矢量空间模式的产生。具体地说，它表明，通过仔细剪裁和补偿操纵光子的空间和时间振幅，可以准确地将超快单光子转换成所需的自旋轨道状态具有极高的纯度。这种结构紧凑、功能强大的器件不仅可以产生光子自旋轨道态，还可以对任意光子自旋轨道态进行操纵和表征。
2021-01-17 physics.optics quant-ph
Effect on spectral purity due to on-chip temporal manipulation of the pump
本文开发可产生双、三、四脉冲泵浦配置的PIC，实验表明复杂配置不能提高超过双脉冲方案的光谱纯度，但可实现任意纯度值的精确调控。
2024-04-05 physics.optics quant-ph
Purification of Single Photons from Room-Temperature Quantum Dots
单光子发射器是光子量子技术中不可缺少的组成部分。在这里，我们展示了来自室温胶体量子点的波形控制的高纯度单光子。单光子的纯度不随激发功率而变化，从而允许在不损害单光子质量的情况下提高产生速率。
2017-10-04 quant-ph
Widely tunable single photon source with high purity at telecom wavelength
从理论和实验上研究了在群速度匹配条件下周期极化$\mathrm{KTiOPO_4}$晶体中自发参量下转换产生的光子对的光谱可调谐性和纯度。数值模拟结果表明，当波长从1460 nm调谐到1675 nm时，联合光谱强度纯度（$P_{JSI}$）和联合光谱振幅纯度（$P_{JSA}$）分别可以保持在0.98和0.81以上，覆盖了通信波段的S、C、L和U波段。我们还直接测量了在1565 nm、1584 nm和1565 nm处的联合光谱强度，分别得到$P_{JSI}$为0.989、0.983和0.958。这种光子源对于量子信息和通信系统是有用的。
2013-03-25 physics.optics quant-ph
Quantum efficiency, purity and stability of a tunable, narrowband microwave single-photon source
我们演示了一个按需微波单光子源，具有71- 99%的本征量子效率。该源是窄带（300 \unite{kHz}），可在5.2 GHz左右的600 MHz范围内调谐。这种器件是许多量子技术和应用中的重要元素。该设备由耦合到传输线开放端的超导transmon量子位组成。一个$π$脉冲激发量子位，随后快速发射一个光子进入传输线。然后，抵消脉冲将反射的$π$脉冲抑制33.5 dB，导致0.005个光子泄漏到光子发射通道中。我们验证了强反聚束的发射光子场，并确定其维格纳函数。非辐射衰减和$1/f$通量噪声都影响量子效率。我们还研究了随着时间的推移设备的稳定性，并确定在不同的量子比特频率上的时间尺度上的小时，我们归因于独立的两级系统缺陷的设备色散耦合到量子比特的纯退相速率的不相关的离散跳跃。
2021-05-24 quant-ph
Pure narrowband photon-pair generation in a monolithic cavity
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Institute of Space Research, German Aerospace Center（德国航空航天中心空间研究所）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；AQLS UG (haftungsbeschränkt)（AQLS有限责任公司）
本文提出基于单片谐振腔的单光子源，实现1540nm波长和168MHz带宽的高纯度单光子生成，最大 heralding 效率为70%，多光子污染低于3%。
2026-05-08 quant-ph
Towards High-Brightness Perfect Photon Blockade
School of Physics and Institute for Quantum Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理科学与技术学院和量子科学与工程学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
本文提出一种新机制，实现高亮度光子阻塞与高纯度的协同，通过扩展的非退化双光子Jaynes-Cummings模型，结合双体和三体相互作用，克服了高纯度与高亮度共存的难题。
2026-04-02 quant-ph
Spectrally pure heralded single photons by spontaneous four-wave mixing in a fiber: reducing impact of dispersion fluctuations
我们模型的光谱量子力学纯度预示单光子从光子对源的基础上非简并自发四波混频考虑分布式色散起伏的影响。所考虑的光子对产生方案利用泵浦脉冲走离产生纯预示光子和相位匹配是通过在少模二氧化硅阶跃折射率光纤中的不同空间模式的色散特性来实现的。我们发现，一般的光纤芯半径波动严重影响单光子纯度。此外，通过优化光纤的设计，我们表明，具有非常高的光谱纯度的单光子的产生是可行的，即使在存在大的核心半径波动。同时，通过将单光子频率与泵浦频率分离超过32 THz，大大减轻了来自自发拉曼散射的污染。
2017-06-12 quant-ph
Increasing single-photon production with cavity-QED
本研究探讨了腔增强对单光子产生的影响，发现特定腔寿命与光-物质耦合强度组合能在保持低二阶光子关联的同时提高单光子产生率，为高纯度超快单光子发射体-腔设计提供了指导。
2025-06-26 quant-ph
High-purity single-photon generation based on cavity QED
本文提出一种基于腔QED的四能级方案，通过双激发态和双驱动激光抑制原子衰变引起的再激发，在不降低产生概率的同时实现高纯度单光子，可用于分布式量子计算与量子通信。
2024-12-13 physics.atom-ph quant-ph
Quantifying Hidden Nonlinear Noise in Integrated Photonics
我们目前的实验和模拟结果，以量化的非线性噪声的影响，在集成光子器件依赖于自发四波混频。我们的研究结果强调了需要设计规则的调整，以减轻否则内在的减少量子态纯度。在具有多个并行光子源的设备中的最佳策略是严格限制光子在源外部的产生。否则，我们的结果表明纯度可降低至40%以下。
2022-09-28 quant-ph
Dynamics of the non-classical light from a single solid-state quantum emitter
我们测量的非经典光场的动力学使用两个时间的二阶关联与脉冲激发。该技术在发射体的激发-衰变周期期间量化单光子纯度和相干性，这里使用量子点进行说明。我们观察到，对于某些泵浦波长，在周期早期检测到的光子与后来检测到的光子相比，单光子纯度和相干性降低。一个模型表明，单光子纯度动力学是由于初始发射后，在同一个脉冲周期内的激子夺回。
2012-09-17 quant-ph
Bright Heralded Single-Photon Source Saturating Theoretical Single-photon Purity
本文推导参量预告单光子源纯度理论极限，并在硅螺旋波导中实现吉赫兹脉冲明亮片上光源，测得纯度达到理论极限，为量子信息处理提供最先进预告光源。
2025-02-07 physics.optics quant-ph
All-fibre multiplexed source of high-purity heralded single photons
基于自发光子对产生的单光子源使量子光学的开创性实验成为可能。然而，它们的非确定性是扩大光子和混合量子增强技术的瓶颈。此外，光子对通常被发射到许多相关的频率模式中，从而在预示时产生不期望的混合状态。在这里，我们提出了一个完整的光纤集成预示着单光子源，同时解决这两个困难。我们使用主动开关提供了一个路径，确定性操作多路复用单独的自发源，和色散工程，以尽量减少高纯度的单光子产生的频率相关性。所有的基本元素--具有色散控制、波长隔离、光学延迟和快速开关的非线性材料--都被集成在一个低损耗的无损耗封装中，这预示着电信单模光纤中的光子。我们的研究结果表明，一个可扩展的方法，提供纯单光子直接进入导波光子器件。
2016-03-20 physics.optics quant-ph
High Purity OAM Entangled Photons from SPDC with Reduced Spatial Spectral Correlations
Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学）；University of Canterbury（坎特伯雷大学）
通过优化SPDC源配置，实现高纯度OAM纠缠光子生成，减少空间光谱相关性以提升高维量子通信性能
2026-11-10 physics.optics quant-ph
Real-Space Analysis of Two-Photon Polarization States in Type-II SPDC for High-Purity Polarization Entanglement
Graduate School of Engineering, Chiba University（千叶大学大学院工学研究科）
本研究通过分析II型SPDC双光子波函数的实空间偏振态分布，设计关联对齐孔径，提升了纠缠纯度与光子收集效率，为高亮度高纯度SPDC纠缠源提供了新设计原则。
2026-08-28 physics.optics quant-ph
High-Purity Pulsed Squeezing Generation with Integrated Photonics
压缩光已经发展成为量子技术的有力工具，从量子增强传感到基于部分后选择技术的量子态工程。压缩光的脉冲产生特别令人感兴趣，因为它可以提供精确的时间戳和物理定义的时间模式，这在复杂的通信网络和大规模信息处理中是非常优选的。然而，在传统的单程配置的脉冲压缩的多模特性限制了输出状态的纯度，负面影响其在量子技术中的应用。在这封信中，我们提出了一种新的方法来产生高时间纯度的脉冲压缩。分析了光子谐振腔中基于参量下转换的脉冲压缩效应。我们证明了输出压缩光的有效模数接近于1。这种高纯度的压缩光可以在宽参数和低泵浦功率下实现，为产生大规模量子资源提供了一种可靠的方法。
2020-07-14 physics.optics quant-ph
Optimised spectral purity of unfiltered photons via pump and nonlinearity shaping
本研究通过结合高斯准相位匹配与高斯泵浦光谱整形，优化了电信波长源光子的光谱纯度，未滤波时纯度上限达99.9272(6)%，双光子干涉可见度高达98.5(8)%。
2025-10-07 physics.app-ph physics.optics quant-ph
High Success Probability, Fidelity, and Purity Nonlinear Optical Two-Qubit Gates on Chip
Nanjing University（南京大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）
提出基于薄膜铌酸锂平台的两比特门方案，通过解耦光子相互作用与量子比特翻转操作及光谱相位预补偿，实现高成功概率、纯度及保真度。
2026-07-07 physics.optics quant-ph
Mechanisms and Opportunities for Tunable High-Purity Single Photon Emitters: A Review of Hybrid Perovskites and Prospects for Bright Squeezed Vacuum
Glasgow College, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学格拉斯哥学院）；Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学基础与前沿科学研究院）
本文综述了单光子发射体的机制与机遇，重点分析了混合有机-无机钙钛矿量子点在可调发射、窄线宽和室温操作方面的优势，并探讨了明亮压缩真空态在高纯度光子生成中的潜力。
2026-01-05 physics.optics quant-ph
Simultaneously enhancing brightness and purity of WSe$_2$ single photon emitter using high-aspect-ratio nanopillar array on metal
提出利用金属上高纵横比纳米柱阵列设计方法，使WSe$_2$单光子发射体在保持高纯度的同时实现大于10 MHz的发射速率，兼容量子网络与卫星通信。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Single-photon blockade in quasichiral atom-photon interaction: Simultaneous high purity and high efficiency
本文研究了原子-光子准手征相互作用中的单光子阻塞效应，其中原子-光子有效相互作用是非对称的，但却是非手征的。闭环耦合中的合成磁流破坏了原子-光子相互作用的互易性，导致两个选定的量子态之间的非对称甚至完全单向的有效耦合。作为一个例子，我们将单原子腔QED（cQED）系统耦合到一个强耗散的辅助腔中。我们发现，在准手征区域中，在最大手征条件下，非常规光子阻塞（UPB）总是与常规光子阻塞（CPB）相结合。此外，我们发现，在准手征制度的1 PB结合了UPB和CPB的优点，表现出完美的单光子纯度，更高的效率，平滑的时间动力学以及较低的模式耦合要求，以实现UPB。我们的工作为1 PB走向实际应用铺平了道路，并揭示了准手征光-物质相互作用中有趣的量子光学现象。
2021-12-28 physics.optics quant-ph
Nearly Blinking-Free, High-Purity Single-Photon Emission by Colloidal InP/ZnSe Quantum Dots
近年来，采用改进的合成方法制备出的InP/ZnSe胶体核壳量子点（QDs）作为单光子发射体，在生命科学、集成量子光子学和量子信息处理等领域具有巨大的应用潜力。单粒子光谱的10纳米量子点与3.2纳米的核心揭示了强大的光子反聚束归因于快速（70 ps）俄歇复合的多个激子。量子点在强光激发下表现出很好的光稳定性。我们证明了当量子点被激发到基本激子跃迁的饱和强度以上时，反聚束被保留。这一结果为它们在室温下用作高纯度按需单光子发射器铺平了道路。非常规地，尽管具有强俄歇阻断机制，但InP/ZnSe QD也显示出非常小的发光不稳定性（“闪烁”），具有简单的开/关闪烁模式。单粒子发光统计分析将这些InP/ZnSe量子点置于几乎无闪烁量子点的类别中，其发射稳定性与最先进的厚壳和合金界面的CdSe/CdS相当，但具有改进的单光子纯度。
2017-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tailored photon-pair generation in optical fibers
我们通过实验控制在微结构光纤中通过自发四波混频产生的光子对的光谱结构。通过制造具有设计色散的光纤，人们可以操纵光子的波长、联合光谱，从而操纵纠缠。作为一个例子，我们产生的光子对没有光谱相关性，允许直接预示单光子在纯态波包没有过滤。我们实现了$85.9\pm1.6%$的实验纯度，而理论分析和初步测试表明，94.5%的纯度是可能的与长得多的纤维。
2009-04-14 quant-ph
Properties of a single photon generated by a solid-state emitter: effects of pure dephasing
我们研究了由固体发射体产生的单光子在强纯退相作用下的性质。我们采用的模型中，所有的元素的系统，包括传播领域，量子力学处理。我们解析地推导出发射光子的密度矩阵，它包含了光子的全部信息，如其脉冲轮廓、功率谱和纯度。我们可视化这些分析结果使用现实的参数，并揭示了最大限度地提高所产生的光子的纯度的条件。
2012-12-14 quant-ph
Spontaneous Parametric Down-Conversion in asymmetric couplers: photon purity enhancement and intrinsic spectral filtering
分析了二次非线性非对称波导耦合器中自发参量下转换产生光子对的过程。两个波导具有不同的几何形状，使得光耦合仅发生在所生成的（信号）光子模式之一的窄带宽内，而另一个（空闲）光子与泵浦一起保持定位在耦合器的一个（驱动）臂中。我们证明，这样的设置代表了一种强大而灵活的工具，用于工程设计所生成的光子对的光谱特性。耦合的模式杂交和色散可以用于改变相互作用的泵浦场、信号场和闲频场的群速度之间的平衡，随后导致光子的光谱因式分解能力（纯度）的显著增加。我们还表明，对于相互作用长度短于一个拍长，产生的对与信号光子被定位在辅助（不抽运）臂的耦合器出现在信号和空闲组件的光谱本地化。产生的光子的这种本征滤波的带宽可以由几个几何参数控制。
2019-07-22 physics.optics quant-ph
Entanglement Swapping for Generation of Heralded Time-Frequency-Entangled Photon Pairs
光子的时频纠缠是量子信息处理技术的一个重要资源。我们研究了在低增益区利用三波混频实现时频自由度连续变量纠缠交换，目的是产生高纯度和低多对几率的双光子态.通过和频产生将来自两个双光子源中的每一个的一个光子组合以创建先驱光子来实现先驱。我们提出了一个现实的模型与脉冲泵，研究解决的先驱光子的频率的影响，并发现，频率分辨测量先驱光子是必要的，以产生高纯度的双光子。我们还发现了成功的纠缠交换率和纯度和量化的纠缠资源（负性）的预示双光子状态之间的权衡。
2018-08-21 quant-ph
Collectively Enhanced Universal Photon Blockade
School of Physics and Electronic Engineering, Xinjiang Normal University（新疆师范大学物理与电子工程学院）
该研究在多发射器双光子Tavis–Cummings系统中提出集体增强型通用光子阻塞方案，通过分析其最优条件及性能，实现高亮度、高纯度、可调谐的单光子发射，为相关应用提供可扩展途径。
2026-08-18 quant-ph
Preservation and destruction of the purity of two-photon states in the interaction with a nanoscatterer
Centro de Física de Materiales (CFM), CSIC-UPV/EHU（材料物理中心）；Donostia International Physics Center (DIPC)（多诺西亚国际物理中心）；CIC NanoGUNE BRTA（纳米古内研究中心）；Department of Electricity and Electronics, UPV/EHU（巴斯克大学电气电子系）
研究两光子态与纳米结构相互作用中纯度变化的机制，揭示量子纯度损失的物理图像。
2022-11-25 physics.optics quant-ph
Integrate and scale: A source of spectrally separable photon pairs
集成光子学是容错量子计算机竞赛中的有力竞争者，声称是一个能够扩展到必要数量量子位的平台。这就需要使用高质量的量子态，我们在这里使用集成光子学平台上的全方位高性能光子源来创建量子态。我们使用光子分子架构和宽带定向耦合器来防止制造公差并确保可靠的操作。结果，我们同时测量了$99.1 \pm 0.1$ %的光谱纯度、$4.4 \pm 0.1$ MHz mW $^{-2}$的对产生率和$94.0 \pm 2.9$ %的本征源预示效率。我们还看到了$1644 \pm 263$的最大巧合与意外比率。我们声称在源预示效率，纯度和亮度之间的三变量权衡的数量级的改善。该源的未来实现可以使用最先进的传播损耗实现超过$99$ %的纯度和预告效率。
2023-03-30 quant-ph
