Single photon absorption by a single atom: from heralded absorption to polarization state mapping
与光子发射一起，单个原子对单个光子的吸收是物质-光相互作用的基本过程，体现了其量子力学性质。作为一个实验控制的过程，它是实现量子技术的关键工具。特别地，在基于原子/光子的量子网络场景中，其中局域化的原子粒子被用作量子信息处理节点，而光子被用作远距离节点之间的量子信息的载体，对于两个实体之间的量子相干态映射，需要控制单个原子对单个光子的发射和吸收两者。迄今为止，大多数实验工作都集中在建立对单个被困原子的单光子发射的控制，以及使用这种相互作用实现量子网络协议。在这一章中，我们描述了实验的努力，以控制单光子吸收的过程中，由单个捕获的离子。我们描述了一系列的实验中，偏振纠缠光子对，产生的自发参量下转换源，耦合到一个单一的离子。首先，源被操作以产生预示的单光子，并且观察到该对光子中的一个光子的吸收事件与预示的伙伴光子的检测之间的重合。然后，我们展示了如何偏振控制的过程中建立，导致在吸收过程中的光子偏振纠缠的表现。最后，我们介绍协议，利用这种相互作用方案来执行量子网络中的任务，如网络的远程节点之间的纠缠分布，我们展示了一个特定的协议，预示着，高保真光子到原子量子态转移。
2015-02-19 quant-ph
Heralded Storage of a Photonic Quantum Bit in a Single Atom
结合腔量子电动力学、量子测量和量子反馈技术，我们实现了光子到单个原子的偏振量子比特的转移，效率为39%，保真度为86%。相反的过程，即量子比特从原子转移到给定的光子上，被证明具有88%的保真度和高达69%的估计效率。与以前基于双光子干涉的工作相比，我们的方案对光子到达时间抖动具有鲁棒性，并且实现了更高的效率。因此，它是实现长距离量子网络的关键一步。
2015-06-02 quant-ph
Heralded-Multiplexed High-Efficiency Cascaded Source of Dual-Rail Polarization-Entangled Photon Pairs using Spontaneous Parametric Down Conversion
在双轨光子基中编码的高保真纠缠量子比特对的确定性来源，即，在两个正交模式之一中存在单个光子是量子信息处理的许多应用（包括长距离上的高速率高保真度量子通信）的关键使能技术。这种光子纠缠的最流行和最成熟的来源，例如，利用自发参量下转换（SPDC）或自发四波混频（sFWM）的那些产生纠缠（所谓的连续变量）量子态，其包含来自位于双轨基跨度之外的高阶光子项的贡献，这对大多数应用是有害的。通常使用低泵浦功率来减轻这些高阶项的影响。然而，这降低了对的产生率，并且源变得固有地概率性。我们研究了一个级联源，它在两个SPDC源之间执行线性光学纠缠交换，以产生一个具有更高保真度（理想贝尔态）的光子纠缠态。此外，贝尔交换提供了一个预示性的触发器，我们展示了如何建立一个多路复用源，尽管合理的开关损耗和检测器损耗和噪声，产生一个保真度与成功概率权衡的高效率的高保真双轨光子纠缠源。然而，我们发现，有一个阈值的$1.5$ dB的损失每开关，超过这个阈值的复用损害保真度与成功概率的权衡。
2021-07-29 quant-ph
A telecom-wavelength atomic quantum memory in optical fiber for heralded polarization qubits
基于光子的量子信息处理有望产生包括光学量子计算、量子密码学和分布式量子网络在内的新技术。电信波长的偏振编码光子为这些技术的实际实现提供了一个引人注目的平台。然而，尽管在构建与该平台兼容的基本组件方面取得了重要的成功，包括纠缠光子源、有效的单光子检测器和片上量子线路，但是缺少的元件是原子量子存储器，其直接允许在电信波长光子的偏振度中编码的量子态的可逆映射。在这里，我们展示了量子存储和检索的偏振态的预示单光子在电信波长通过实施原子频率梳协议在一个合奏的铒原子掺杂到光纤中。尽管在我们的原理证明演示中存在局限性，例如存储效率和存储时间小，但我们的宽带光物质接口揭示了在未来量子信息处理中使用的潜力。
2015-06-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Experimental quantum polarimetry using heralded single photons
我们利用量子旋光法分析了线偏振光在手性介质中的旋光性。考虑了三种估计器，通过测量输出光子线偏振的旋转角来估计蔗糖溶液的浓度。通过对每个单独方案和不同浓度蔗糖溶液进行独立和相同的重复测量，我们比较了三种方案之间的估计不确定度。结果也比较经典的基准，其中考虑到光的相干态。量子增强的估计不确定性进行了评估，并讨论了实验和技术缺陷的影响。在这项工作中，我们奠定了依赖于量子偏振未来的应用路线。
2020-06-16 quant-ph
Efficient quantum memory for heralded single photons generated by cavity-enhanced spontaneous parametric downconversion
我们将自发参量下转换（SPDC）晶体和冷原子系综连接起来，通过偏振编码的单光子量子比特实现了高效的量子存储。具体地说，窄带预示单光子从腔增强SPDC源存储使用冷原子系综，与~70%的存储和检索效率和~10 $μ$ s的存储时间在50%的效率。为了防止存储后的退化，我们还操纵单光子波的轮廓，使恢复的非经典性质的单光子被保存。另一方面，双轨存储用于存储偏振编码的量子比特，存储后飞行量子比特的校正保真度达到~ 97%。这些结果为大规模量子网络铺平了道路。
2020-11-30 physics.atom-ph quant-ph
Passive polarization-encoded BB84 protocol using a heralded single-photon source
本文实现了使用 heralded 单光子源的被动偏振编码 BB84 协议，通过被动随机编码简化设计并增强抗侧信道攻击能力，无需诱骗态，优化资源权衡，实现7%量子比特错误率和5kbps安全密钥率，为可扩展量子通信提供实用框架。
2024-12-04 physics.optics quant-ph
Experimental protocol for high-fidelity heralded photon-to-atom quantum state transfer
量子网络通过采用量子相干性和纠缠来存储、传输和处理信息，结合了量子系统关于安全信息传输和计算加速的益处。实现这种网络的一个有前途的平台是基于原子的量子存储器和处理器，通过光子量子信道互连。在这种情况下，一个关键的基石是通过受控的发射和吸收在单光子和单原子之间进行量子态的转换。在这里，我们提出了一个实验方案的光子到原子的量子态转换，从而吸收的光子的偏振态映射到一个单一的吸收原子的自旋态，保真度>95%，而成功的转换是由一个单一的发射光子预示。在不影响转换状态的情况下实现高保真转换是一个主要的实验挑战，以便使传输的信息可靠地用于进一步的操作。我们在18，000/s的重复中记录了>80/s的成功状态转移事件。
2014-10-10 quant-ph
Heralded generation of entangled photon pairs
纠缠光子是量子通信和线性光量子计算的重要资源。不幸的是，由于光子源的随机特性，许多基于光子的方案的适用性受到限制。因此，世界范围内的努力都集中在克服概率发射的限制，通过产生双光子纠缠态的条件下检测辅助光子。在这里，我们提出了第一代的光子状态，最大限度地纠缠在偏振与线性光学和标准光子检测自发参量下转换。我们利用对应于三个光子对的产生的下转换状态，其中四个辅助光子的重合检测明确地预示着纠缠态的成功制备。这种受控的纠缠光子态的产生是朝向线性光学量子网络的适用性的重要一步，特别是对于纠缠交换、量子隐形传态、量子密码学和朝向基于光子学的量子计算的可扩展方法。
2010-07-16 quant-ph
Heralded quantum repeater based on the scattering of photons off single emitters in weak-coupling regime
我们提出了一个预示量子中继器的基础上，在一维波导中的单个发射器的光子的散射。我们通过实现波导中原子的非局域纠缠产生，纠缠交换和纠缠纯化模块来展示细节，并讨论了目前可实现技术的中继器的可行性。在我们的方案中，错误的事件可以通过检测光子的偏振被丢弃。也就是说，我们的协议在原则上是以100%的保真度完成的，这有利于实现现实的长距离量子通信。此外，不需要额外的原子量子比特，而只需要一个单光子介质。我们的方案是可扩展的和有吸引力的，因为它可以在固态量子系统中实现。随着对原子-波导系统的控制研究的不断深入，这种中继器在未来的量子信息处理中有着广阔的应用前景。
2017-12-05 quant-ph
Generation of heralded vector-polarized single photons in remotely controlled topological classes
该研究利用电压控制q-plate器件和SPDC源，实现了预报式单光子非均匀偏振态的制备与控制，并展示了泵浦光到单光子的强度、相位及矢量偏振结构的完整传递，以及对单光子拓扑类的非局域控制。
2024-02-16 physics.optics quant-ph
Heralded Two-Photon Entanglement from Probabilistic Quantum Logic Operations on Multiple Parametric Down-Conversion Sources
一个理想的受控非门，然后是投影测量，可以用来识别其两个输入量子比特的特定贝尔态。当输入的量子比特是独立的贝尔态的每个成员时，这些投影测量可以用于将后选择的纠缠交换到剩余的两个量子比特上。在这里，我们应用这种策略来产生预示的双光子偏振纠缠使用贝尔状态，源自独立的参数下转换源，和一个特定的概率受控非门，是从线性光学元件构造。由此产生的实现与Sliwa和Banaszek [quant-ph/0207117]的早期提议密切相关，并且可以根据熟悉的量子信息协议直观地理解。还讨论了通过从独立的周期性量子存储器件中存储和释放这些预示的对来产生双光子纠缠的“伪需求”源的可能性。
2003-03-18 quant-ph
Practically Enhanced Hyperentanglement Concentration for Polarization-spatial Hyperentangled Bell States with Linear Optics and Common Single-photon Detectors
提出利用线性光学和普通单光子探测器浓缩偏振-空间超纠缠贝尔态的预告式超纠缠浓缩协议，通过引入时间延迟自由度实现准确预告且无需后选择或光子数可分辨探测器，并允许失败状态回收以提高成功率。
2023-04-01 quant-ph
Experimental demonstration of a heralded entanglement source
量子纠缠态的产生是量子信息处理的一个长期目标，因为它是许多量子协议不可或缺的。偏振纠缠光子对通常是通过自发参量下转换产生的，但其发射是概率性的。它们的应用通常伴随着后选择和破坏性光子探测。在这里，我们报告了一个源的纠缠产生的事件准备的方式由条件检测辅助光子。该方案受益于自发参量下转换的稳定和鲁棒特性，并且仅需要适度的实验努力。它是灵活的，并允许通过使用具有不同透射比的分束器来显著提高制备效率。我们已经取得了保真度优于87%和45%的状态准备效率的源。这可以在基本的基于光子学的量子信息任务中提供希望，特别是通过显著降低计算开销来实现光学量子计算。
2010-07-19 quant-ph
Insights on magnon topology and valley-polarization in 2D bilayer quantum magnets
层状二维磁体中丰富的非常规物理学可以为拓扑磁振子和磁振子谷电子学开辟新的途径。特别是，二维双层量子磁体由于其有趣的依赖于堆叠的磁性、可控的基态和由磁自旋轨道耦合（SOC）引起的拓扑激发而受到越来越多的关注。尽管对这些材料进行了大量的研究，但迄今为止，它们的拓扑特征仍然没有得到广泛的探索。本文全面研究了共线磁有序蜂窝双层膜中的磁振子拓扑和磁振子谷极化。我们阐明的SOC，磁基态，堆叠顺序，和反转对称性破缺的拓扑相位，磁振子谷运输，霍尔和能斯特效应的单独和组合的效果。全面的分析表明线索，以确定SOC的性质，并预测非常规霍尔和能斯特电导率在拓扑平凡的阶段。我们进一步报道了层状反铁磁体中新颖的带隙闭合，并详细说明了它们的拓扑意义。我们相信，本研究提供了重要的见解拓扑二维磁振子的基础物理和技术潜力。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heralded high-efficiency quantum repeater with atomic ensembles assisted by faithful single-photon transmission
量子中继器是长距离量子通信网络的重要组成部分。以前的基于原子系综和线性光学元件的量子中继器在纠缠产生和纠缠交换过程中只能以1/2的最大成功概率进行。同时，纠缠分发过程中的偏振噪声对所创建的纠缠信道也是有害的。在此，我们引入了一种在单侧光腔中囚禁的原子系综与偏振光子之间的通用接口，并利用该接口提出了一种高效的量子中继协议，该协议通过稳定的时空纠缠实现了稳健的纠缠分发，并且原则上可以通过腔量子电动力学的结果以一种预示性的方式在相邻原子系综之间产生确定性纠缠。同时，简化的奇偶校验门使纠缠交换的效率由线性光学的1/2提高到1。我们详细介绍了我们的协议与当前的实验参数的性能，并显示其鲁棒性的缺陷，即，失谐和耦合的变化，参与反射过程。这些良好的特性使其成为长距离量子通信中的有用构件。
2015-10-31 quant-ph
Unambiguous modification of nonorthogonal single and two photon polarization states
在这项工作中，我们提出了一个概率的方法，允许一个明确的修改两个非正交的量子态。我们利用自发参量下转换过程中产生的双光子偏振态在实验上实现了该协议。在实验中，为了编码初始量子态，我们考虑了单光子态和预示探测。我们表明，该协议的应用程序的纠缠态，它允许一个精细的控制量的纠缠的初始状态。
2009-04-27 quant-ph
Conditional preparation of maximal polarization entanglement
提出了一种由自发参量下转换光源和无源线性光学器件组成的简单实验装置，用于有条件制备两光子的最大纠缠偏振态。成功的制备是明确预示着四个辅助光子的同时检测。所提出的方案利用对应于三对光子的产生的下转换项。我们分析了辅助光子的不完美探测，并证明了它对预备态保真度的有害影响可以以降低方案效率为代价来抑制。
2003-03-31 quant-ph
High-performance single-photon generation with commercial-grade optical fiber
高质量的量子源对于量子技术的实施至关重要。本文介绍了一种基于商用级保偏光纤的单光子源。所预示的光子表现出至少0.84的纯度和85%的进入单模光纤的前所未有的预示效率。基本的四波混频过程的双折射相位匹配条件可以被机械地控制，以优化连接多个源所需的波长调谐，这是大规模纠缠产生所需的。
2012-02-14 quant-ph
Heralded single photon absorption by a single atom
单原子粒子对单光子的发射和吸收是物质与光相互作用的基本极限，体现了其量子力学性质。同时，作为受控过程，它是量子技术的关键使能工具，例如量子光学信息技术[1，2]和量子精密测量[3，4，5，6]。控制发射和吸收将允许实现量子网络场景[1，7，8，9]，其中量子信息的光子通信与其在原子中的本地处理相连接。在单光子发射的研究中，最近的进展包括控制单光子源的形状，带宽，频率和偏振[10，11，12，13，14，15，16，17]，以及原子-光子纠缠的演示[18，19，20]。单个原子对单个光子的受控吸收的研究要少得多;存在建议，但实验上只采取了非常初步的步骤，例如检测单个原子对弱激光束的衰减和相移[21，22]，以及设计一个覆盖整个立体角的大部分的光学系统[23，24，25]。在这里，我们报告的相互作用的单个预示光子与一个单一的被困原子。我们发现探测到的预示光子与原子量子态的变化有很强的相关性，这标志着量子相关预示光子的吸收。在将单个吸收体与量子光源耦合时，我们的实验展示了以前未探索的物质-光相互作用，同时为量子技术中的光子-原子纠缠转换开辟了新的途径。
2010-04-23 quant-ph
THz-bandwidth all-optical switching of heralded single photons
通过在市售单模光纤中利用克尔效应旋转光子偏振态，实现了单光子的光致超快开关。在$\sim1.7$的开关时间为ps，信噪比为97%的条件下，开关效率达到97%.通过测量二阶自相关函数$g^{(2)}(0)$没有显著增加来确认量子态的保持。这些值仅用由80 MHz重复频率的激光振荡器产生的纳焦耳级泵浦能量获得。结果突出了一个简单的开关设备，能够高带宽操作和保存单光子特性的应用在光子量子处理和超快时间门控或开关。
2018-06-12 physics.optics quant-ph
A quantum detector for photon entanglement
我们使用一个单一的捕获的40 Ca+离子作为共振，偏振敏感的吸收体检测和表征的纠缠可调窄带光子对从自发参量下转换源。单光子吸收的标志是离子中的量子跃迁，并通过同时检测到伙伴光子来预示。对于三个偏振基设置的吸收和检测的先驱，我们发现最大的重合总是正交偏振。双光子量子态的层析重建进一步证明了偏振纠缠。
2012-07-12 quant-ph
A source of heralded atom-photon entanglement for quantum networking
该研究提出了一种在发送端利用原子-光子纠缠的 heralding 方法，提高了光纤中纠缠的效率和保真度，为长距离量子通信提供了新的解决方案。
2025-10-20 quant-ph
Analyzing photon-count heralded entanglement generation between solid-state spin qubits by decomposing the master equation dynamics
我们分析和比较了三种不同的方案，可以用来产生自旋量子比特之间的纠缠在光学活性的单固态量子系统。每种方案都是基于首先生成自旋自由度与光子数、时间仓或系统发射的光子的偏振自由度之间的纠缠。我们计算的纠缠产生过程的时间演化分解的马尔可夫主方程的动力学到一组的传播超算子的条件下的累积探测器光子计数。然后，我们使用条件密度算子的解决方案来计算最终的自旋-自旋纠缠态的效率和保真度，同时考虑自旋退相干，光学纯退相，光谱扩散，光子损失，相位误差，探测器暗计数和探测器光子数分辨率限制。我们发现，每个方案的保真度的限制是由来自每个源的光子的平均波包重叠，但这些界限是不同的每个方案。我们还比较了每个方案的性能作为自旋量子位之间的距离的函数。
2020-09-01 quant-ph
Experimental investigation of the role of spatial correlations in optical integration with heralded single photons
本文通过实验探究预报单光子光学集成过程中光子空间关联的作用，发现关联特性影响图像特征捕获效果，且该方案与DQC1模型相似，具备无纠缠场景下量子增强信息处理的潜力。
2025-11-14 physics.optics quant-ph
Heralded qudit-based high-dimensional entanglement generation for hybrid photon-emitter system by waveguide-mediated scattering
本文提出一种基于波导介导散射的预示式方案，通过输入端口选择在混合光子-发射体系统中生成4维及更高维的多量子dit最大纠缠，无需辅助量子dit且具有鲁棒保真度，可推广至一般d维n量子dit纠缠态。
2025-04-13 quant-ph
Magnon Thermal Edelstein Effect Detected by Inverse Spin Hall Effect
在具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的易平面反铁磁体中，磁振子受到有效的自旋-动量锁定。面内温度梯度可以使具有特定极化的磁振子在界面上聚集，实现磁振子热Edelstein效应。我们从理论上研究了这种热驱动的自旋极化在相邻的具有强自旋霍尔效应的重金属中的注入和探测。我们发现反自旋霍尔电压单调地依赖于温度和介电常数，但非单调地依赖于难磁化轴各向异性。与直觉相反，磁振子热埃德尔斯坦效应是沿内尔矢量施加的磁场的偶函数。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quantum storage of polarization qubits in birefringent and anisotropically absorbing materials
将量子信息编码成真正的单光子进行存储是基于量子中继器的长距离量子通信和光学量子信息处理的重要组成部分。然而，光子偏振量子比特的存储是复杂的，因为许多材料是双折射的，并且具有偏振相关的吸收。在这里，我们提出并证明了一个简单的方案，允许补偿这些偏振效应。该方案表明，使用一个固态量子存储器实现的合奏稀土离子掺杂到双轴硅酸钇（$Y_2SiO_5$）晶体。存储从经滤波的自发参量下转换源生成的预示的单光子，并且取回的偏振态的量子态层析成像揭示了$97.5 \pm 0.4%$的平均保真度，其显著高于利用测量和准备策略可实现的保真度。
2012-02-24 quant-ph
Optomagnonic generation of entangled travelling fields with different polarizations
Zhejiang University（浙江大学）
通过光磁耦合生成极化不同的纠缠传播场，利用YIG球体中的磁子模式实现斯托克斯和反斯托克斯光子的纠缠。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Phase-stable source of high-quality three-photon polarization entanglement by cascaded downconversion
稳定的纠缠光子源是量子通信的重要条件。近年来，级联下转换被证明是直接产生三光子纠缠的有效方法。然而，到目前为止，为了产生偏振纠缠，这些源依赖于复杂的主动相位稳定方案，从而限制了它们的鲁棒性和可用性。在本工作中，我们提出了一个在偏振自由度上完全相位稳定的三光子纠缠源。该光源是基于Sagnac组态的两对光源级联而成的，利用该光源，我们得到了具有96%以上保真度的理想GHZ态.此外，我们证明了稳定的源在几天内没有任何正在进行的优化。我们希望这个源是一个有用的工具，应用程序需要多光子纠缠，如量子秘密共享和生产预示纠缠光子对。
2021-08-19 quant-ph
Entangling single atoms over 33 km telecom fibre
遥远的量子存储器之间的纠缠是量子网络的关键资源。基于量子中继协议，这些网络将促进高效的大规模量子通信和分布式量子计算。然而，尽管付出了巨大的努力，基于光纤的长距离网络链接尚未实现。在这里，我们提出的结果表明，两个独立的，远程单原子量子存储器之间的纠缠产生的光纤链路的总长度高达33公里。为了克服铷量子存储器最初发射的光子在长光纤中的衰减损耗，我们采用保偏量子频率转换到低损耗电信波段。所提出的工作是实现高效量子网络链路的里程碑。
2021-11-30 quant-ph
Heralded entanglement distribution between two absorptive quantum memories
由于通信信道的不可避免的损失，纠缠分布的距离被限制在地面上大约100公里。量子中继器可以通过使用量子存储器和纠缠交换来规避这个问题。作为量子中继器的基本链路，两个远程节点之间的两方纠缠的预先分配只能通过内置式量子存储器来实现。这些方案存在复用容量和确定性之间的权衡问题，因此阻碍了高效量子中继器的发展。基于吸收型量子存储器的量子中继器可以克服这样的限制，因为它们将量子存储器和量子光源分开。在这里，我们提出了一个实验演示的吸收量子存储器之间的预示纠缠。我们建立了两个相隔3.5米的节点，每个节点包含一个偏振纠缠光子对源和一个带宽高达1千兆赫兹的固态量子存储器。在中间站进行的联合贝尔态测量预示着两个量子存储器之间的最大纠缠态的成功分布，保真度为80.4 $\pm$ 2.2%（$\pm$ 1标准差）。这里演示的量子节点和信道可以作为量子中继器的基本链路。此外，节点中使用的宽带吸收量子存储器与确定性纠缠源兼容，并且可以同时支持复用，这为构建实用的固态量子中继器和高速量子网络铺平了道路。
2021-06-07 physics.optics quant-ph
On-Chip Generation of Co-Polarized and Spectrally Separable Photon Pairs
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；A ∗ STAR Quantum Innovation Centre (Q.InC), Agency for Science, Technology and Research (A ∗ STAR)（新加坡科技研究局A*STAR量子创新中心）；Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), Agency for Science, Technology and Research (A ∗ STAR)（新加坡科技研究局A*STAR材料研究与工程学院）
本文提出了一种在薄膜铌酸锂纳米光子电路中生成光谱分离光子对的新方法，通过高阶空间模式和高阶横向电模式实现光谱分离，提升光子纯度和干涉可见度。
2026-01-20 quant-ph
Heralded ultrafast generation of macroscopic quantum states in matter with bright squeezed vacuum light
University of Tokyo（东京大学）
本文提出通过明亮压缩真空光与单次正交测量相结合，在弱耦合条件下利用正交预示制备物质的宏观量子叠加态，并展示了从Dicke态到猫态的生成过程。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Resolving the emission transition dipole moments of single doubly-excited seeded nanorods via heralded defocused imaging
本研究提出预示散焦成像技术，突破传统光谱技术局限，直接表征两类种子纳米棒双激发态的跃迁偶极矩差异，揭示其各向异性规律并给出物理解释。
2023-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
An Optimal Polarization-Entanglement Source: Frequency-Converted SPDC with Degeneracy, Indistinguishability, and Ultra-High Purity Configurable Over a Large Spectral Range
基于纠缠的量子网络协议的建模和仿真通常假设完美的纠缠态。已经进行了一些调查，显示如何不完善导致协议的效率迅速恶化。对于由SPDC产生的偏振纠缠态，相位匹配的基本原理导致了一个权衡问题的状态的最佳属性。我们提出了一种新的SPDC方法，它绕过了权衡问题，并允许一个获得简并性，不变性，和预示的单光子光谱纯度大于99%的任何目标SPDC波长在可见光和近红外光谱。因此，我们的方法在原则上可以产生最佳的偏振纠缠态的偏振纠缠为基础的量子网络协议。
2022-06-24 physics.optics quant-ph
Single calcium-40 ion as quantum memory for photon polarization: a case study
以钙离子和波长为854 nm的光子为例，提出了几种单光子偏振态在单离子中的预示存储方案。我们比较的效率的计划和他们的实施方面的准备的初始状态的离子，吸收过程及其分析的要求。这些方案可以用来通过纠缠交换来产生和预示两个遥远离子的纠缠;它们很容易适应其他原子系统和波长。
2013-11-06 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Hybrid entanglement between optical discrete polarizations and continuous quadrature variables
该研究提出一种通过双光子贝尔态测量远程生成离散极化和连续正交变量间混合纠缠的新方案，并展示了其在纠缠交换和量子隐形传态中的应用潜力。
2021-05-10 physics.optics quant-ph
Electric field control of interaction between magnons and quantum spin defects
耦合量子自旋缺陷（QSD）和磁振子的混合系统可以实现独特的自旋电子器件功能和磁性探针。在这里，我们增加了电场控制的磁振子QSD耦合到这样的系统，通过集成铁磁铁电多铁性与氮空位（NV）中心自旋。结合量子弛豫与铁磁共振测量和分析建模，我们揭示了所观察到的电场调谐结果铁电极化控制的磁振子产生的领域在NV。利用演示的控制，我们还提出了磁振子增强的混合电场传感器，提高了灵敏度。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Light propagation and magnon-photon coupling in optically dispersive magnetic media
在混合系统中实现光和物质激发之间的强耦合是实现量子技术的基准。我们最近提出[arXiv：2110.02984]，磁振子和光之间的强单粒子耦合可以在磁化的ε近零（ENZ）介质中实现，其中磁光效应增强。本文详细推导了色散介质中简并和非简并光模的磁振子-光子耦合哈密顿量，并证明了在ENZ频率附近耦合的增强。此外，我们表明，耦合的磁振子平面波的非简并Voigt模式消失在特定的频率，由于偏振选择规则调谐色散。最后，我们提出了具体的结果，使用洛伦兹色散模型。我们的研究结果铺平了道路的色散光磁系统的设计，提供了一个通用的理论框架，用于描述工程ENZ为基础的光磁系统。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High-performance source of indistinguishable polarization-entangled photons with a local oscillator reference for quantum networking
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of North Dakota（北达科他大学）
本文提出一种紧凑的自由空间极化纠缠光子源，具有局部振荡器参考，实现了高纠缠度和高干涉可见度，为量子网络提供了一种可扩展的平台。
2026-04-14 physics.optics quant-ph
Quantum Pair Generation in Nonlinear Metasurfaces with Mixed and Pure Photon Polarizations
本研究在GaAs超表面中利用qBIC共振增强SPDC产生频率非简并双光子，通过偏振层析成像证明光子偏振反映qBIC远场特性，并可通过调控qBIC模式与超原子对称性实现单光子偏振控制，为可调偏振单光子预示产生提供途径。
2024-09-11 physics.optics quant-ph
Indistinguishable MHz-narrow heralded photon pairs from a whispering gallery resonator
该研究利用回音壁谐振腔中的自发参量下转换，通过对闲置光子的预示测量实现了不同空间模式信号光子的条件性不可区分，获得了74±5%的HOM干涉凹陷对比度，并实现了MHz量级连续可调的光学带宽。
2024-12-20 physics.optics quant-ph
Structured-light-mediated hybrid entanglement between photon polarization and electronic orbital angular momentum
Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）
该研究提出最小量子光学方案，利用自旋 - 轨道结构双光子态激发半导体量子盘的两个通道，经有效相干映射和光子发射产生光子偏振与电子轨道角动量的混合纠缠，主方程分析表明预示态接近目标纠缠态，为相关研究提供途径。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
A high-speed tunable beam splitter for feed-forward photonic quantum information processing
我们利用高速、偏振无关的可调谐分束器实现了用于路径量子比特的量子门。两个电光调制器在马赫-曾德尔干涉仪中充当高速移相器，并快速调整其分光比。我们测试其性能与预示单光子，观察偏振无关的干涉对比度超过95%。开关时间约为5.6ns，最大重复频率为2.5MHz。我们展示了可调前馈操作的单量子位门的路径编码量子位和两个量子位门通过测量诱导的两个光子之间的相互作用。
2012-02-07 physics.optics quant-ph
Tunable Ultrastrong Magnon-Magnon Coupling and Squeezed States in a Triaxial Van der Waals Antiferromagnet
National Key Laboratory of Spintronics and School of Physics, Nanjing University（南京大学自旋电子学国家重点实验室和物理学院）；School of Science, Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学理学院）；Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构实验室）；State Key Laboratory of Spintronics, Nanjing University（南京大学自旋电子学国家重点实验室）
本研究在$CrPS_4$中实现可调超强磁振子-磁振子耦合，建立关联压缩磁振子真空态的方案，为低阻尼二维磁体的非经典磁振子态探测及量子增强自旋电子学提供途径。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
