A general framework for multimode Gaussian quantum optics and photo-detection: application to Hong-Ou-Mandel interference with filtered heralded single photon sources
使用参数预示单光子源的大规模量子信息处理的挑战性要求涉及在保持可接受的光子产生速率的同时使干涉可见度最大化。通过开发一个通用的理论框架，使我们能够包括大量的空间和光谱模式连同线性和非线性光学元件，我们调查的组合效应的光谱和光子数杂质上测得的洪-欧-曼德尔干涉可见度的参数光子源，考虑阈值和数量分辨探测器，以及光谱滤波的影响。我们发现，对于任何程度的光谱杂质，增加光子产生率必然会降低干涉的可见性，即使使用数分辨检测。虽然紧密的光谱过滤可以用来加强光谱纯度和增加在低功率下的干涉可见度，我们发现，诱导的光子数杂质的结果在降低干涉可见度和预示效率与泵浦功率，而最大产生率也降低。
2020-12-10 quant-ph
Quantum noise extraction from the interference of laser pulses in optical quantum random number generator
提出了一种从随机相位激光脉冲干涉中提取量子噪声的方法。我们的技术是基于一个参数的计算，我们称之为量子减少因子，并允许确定量子和经典噪声的贡献，假设经典波动呈现高斯分布。据我们所知，量子约化因子的概念是第一次引入。利用这种方法实现了随机比特产生速率为2 Gbps的免后处理光量子随机数发生器。
2020-05-04 quant-ph
An electro-optic waveform interconnect based on quantum interference
通过电场调制光场的能力被认为是用于光通信和信息处理系统的电光互连的关键功能。这种互连所需的主要器件之一是电光调制器（EOM）。目前基于电光效应和电吸收效应的电光调制器由于其组成材料的弱电光特性而通常体积庞大且功率效率低。在这里，我们提出了一种新的机制来产生任意波形的电光调制器的基础上的量子干涉，其中的实部和虚部的磁化率的超高效率相干工程。基于该EOM，实现了从电压到调制光吸收的波形互连。我们期望这种新型的电光互连在光通信和光网络等方面有广泛的应用。
2016-02-25 physics.optics quant-ph
Phase- and frequency-controlled interference nonlinear optics in superconducting circuits
本文提出了一种新型的周期驱动三能级超导约瑟夫森系统的相敏和频敏放大和衰减。与以往的纯相敏放大的线性理论不同，本文提出了一种新的物理机制$-$，它是非线性波混频和波干涉$-$共同作用的结果。这被称为干涉非线性光学。我们的结果表明，突然的输出信号从大增益过渡到深度抑制，通过调整相对相位，在这种情况下，系统可以作为一个相位控制的幅度调制器。我们还表明，通过调整驱动场的频率，从输出增强衰减的连续变化，在这种情况下，系统的行为作为一个频率控制的幅度调制器。我们的研究为它在量子信息科学中的广泛应用开辟了新的前景。
2015-12-26 quant-ph
Implementing two-photon interference in the frequency domain with electro-optic phase modulators
使用参量下转换可以容易地产生频率纠缠光子。我们最近展示了如何使用电光相位调制器和窄带频率滤波器来操纵和测量这种纠缠，从而导致频域中的双光子干涉图案。在这里，我们介绍了新的理论和实验发展，表明这种方法是一个潜在的竞争平台，实现量子通信协议在标准的电信光纤。我们推导出一个简单的符合概率的理论表达式，并用它来优化一个贝尔不等式。此外，我们建立了纠缠光子方案与经典干涉方案之间的等价关系.我们在频域中测量的双光子干涉产生超过99%的原始vibration。我们使用我们的高质量的设置，实验验证的理论预测，特别是我们报告了违反CH74不等式超过18个标准差。
2012-04-19 quant-ph
Anyon optics with time-of-flight two-particle interference of double-well-trapped interacting ultracold atoms
通过对双势阱中任意子（自旋1/2玻色子和自旋1/2费米子超冷原子）的二阶动量关联图的理论研究，介绍了任意子与超冷原子的干涉.根据最近提出的在超冷原子一维晶格中模拟任意子哈伯德哈密顿量的协议，对两粒子系统进行了建模。由于二阶动量相关性反映在空间的飞行时间二阶干涉图样中，我们的研究结果为通过大质量粒子的干涉测量来检测任意子统计的飞行时间实验协议提供了动力，从而拓宽了量子光学的双光子干涉测量的范围。
2019-07-12 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Complementarity in single photon interference - the role of mode functions and vacuum fields
从自发参量下转换的锥结构的空间分离区域的单光子一阶干涉允许分析模式函数在量子光学中的作用。在早期的实验中，真空场的作用可以在诱导相干实验中作为互补性\cite{Heu14}的来源得到证明。在这里，这些真空场的空间相干性的测量和互补性的物理原因，在单光子量子光学证明。
2017-05-17 quant-ph
Manipulative resonant nonlinear optics: nonlinear interference effects and quantum control of nonlinearity, dispersion, transparency and inversionless amplification in an extended strongly-absorbing inhomogeneously-broadened medium
研究了近共振和全共振光密多普勒展宽介质中量子跃迁非线性干涉过程的特殊性。基于量子相干性，证明了克服多普勒效应对共振耦合分子速度区间的基本限制的可行性。这增加了具有最窄和最强共振的原子和分子气体中的非线性光学过程的效率。探索了介质到不透明或绝对透明，甚至到强放大状态的全光开关的可能性，这是由两个驱动辐射的微小变化控制的。所需的控制领域的强度示出是典型的连续激光器。这些效应与四波混频伴随着斯托克斯增益和他们的干涉在完全和近共振光密远离简并双λ介质。无反转放大的振荡阈值以上的较长波长的控制字段的费用，以及所产生的空闲红外辐射的拉曼增益的最佳条件进行了研究。数值模拟应用于二聚钠蒸汽的结果说明。类似的方案可以在掺杂固体和纤维光学中实现。
2005-01-01 physics.optics quant-ph
Characterization of coherent quantum frequency combs using electro-optic phase modulation
我们展示了一个相位相干双光子频率梳（BFC）的双光子干涉实验，通过连续的宽带光谱的双光子的光谱振幅滤波创建。通过使用电光相位调制器，我们将BFC线投影到频率重叠的边带中。由此产生的高可见度的干涉图案提供了一种方法来验证频率仓纠缠，即使与缓慢的单光子探测器，我们显示的干涉图案与vibrium超过量子比特和quutrit状态的经典阈值。此外，我们表明，与纠缠量子，双光子干涉发生，即使投影到不同的最终频率状态。最后，我们通过在不同的信号-空闲频偏下进行一系列二维实验来测量单模光纤的色散，展示了该方案用于弱光测量的多功能性。
2018-01-16 quant-ph
Quantum Optical Neuron for Image Classification via Multiphoton Interference
Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Università degli Studi di Pavia（帕维亚大学）
本文提出了一种基于多光子干涉的量子光学图像分类器，通过空间可编程单光子的Hong-Ou-Mandel干涉实现无相机的图像识别，具有高精度和抗噪声能力，展示了在光限制条件下高效的信息处理方法。
2026-03-30 quant-ph
Photon number conservation and photon interference
群论方面的无源无损光学四端口（分束器）的描述重新审视。它示出通过一个例子，这种方法可以是有用的，在理解干涉方案中，低数量的光子干涉。将该方法推广到无源无耗光学六端口器件，并给出了它们的SU（3）理论。
2002-11-09 quant-ph
Artificial coherent states of light by multi-photon interference in a single-photon stream
相干光学态由不同光子数（Fock）态的量子叠加组成，但由于它们不形成正交基，因此无法通过线性光学从其获得光子数态。在这里，我们证明了相反的，通过操纵一个随机的连续单光子流使用量子干涉在光学Sagnac环，我们创建工程量子态的光与可调的光子统计，包括近似弱相干态。我们使用半导体量子点在光学微腔中产生的真实单光子流进行了实验证明，并表明我们可以用$g^{(2)}(0)\rightarrow1$获得与我们的理论一致的光，这只能用至少3个光子的量子干涉来解释。然而，所产生的人造光态比相干态复杂得多，包含光子的量子纠缠，使它们成为多光子纠缠的资源。
2021-04-11 physics.optics quant-ph
Multipath interference from large trapped ion chains
来自大量量子发射器的光多径干涉的演示对于实现量子光学中的许多范例实验是必不可少的。然而，这种干涉仍然未被探索，因为它关键地取决于所有发射器的亚波长定位精度和稳定性。我们观察到了53~~离子束散射光的可控干涉。从定位在谐波捕获电势中的离子散射的光沿着离子晶体对称轴被收集，这保证了空间不变性，并允许有效地缩放贡献离子数。我们实现了所有测量的字符串的大小和接近最佳的相位灵敏度增强观察到的散射光的相干性的保存。所提出的结果将使实现和控制的定向光子发射，直接检测增强正交压缩的原子共振荧光，或真正的多体纠缠原子的光学产生。
2019-12-03 physics.atom-ph quant-ph
Quantum optics of lossy asymmetric beam splitters
我们从理论上研究了两个单光子在有耗非对称分束器中的量子干涉，这种分束器是最常见的无源2 $\times$ 2光路。电路中的损耗导致在散射矩阵的元素上具有非平凡约束集的非酉散射矩阵。我们的分析使用噪声算子形式主义表明，损失允许量子干涉的可调谐性的程度上不可能与无损分束器。我们的理论研究支持高度多模系统，如不透明的散射介质和多模光纤中的可编程量子干涉的实验演示。
2016-05-03 physics.optics quant-ph
All-order momentum correlations of three ultracold bosonic atoms confined in triple-well traps: Signatures of emergent many-body quantum phase transitions and analogies with three-photon quantum-optics interference
研究了线性三势阱中三个无自旋超冷玻色相互作用中性原子的全阶动量关联函数.用于相互作用原子的基本哈密顿量是一个增广的三位哈伯德模型。我们的研究目标是大质量粒子的物质波干涉，旨在建立实验协议，用于表征被捕获的吸引或排斥相互作用的超冷粒子的量子态，具有可变的相互作用强度。通过对多粒子相互作用系统的全阶量子态的分析，揭示了我们的研究结果对于全面理解相互作用多粒子系统的量子态的本质所具有的优势和深刻的物理意义。（即第一、第二和第三）动量关联函数，的相互作用强度引起的紧急量子相变从莫特绝缘相的超流的飞行时间干涉询问的背景下进行说明和讨论。此外，我们讨论了我们的干涉询问建立强类比的量子光学干涉的三个光子，包括真正的三光子干涉，这是重点探索的目标是开发和实施的量子信息应用和量子计算。
2020-05-31 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
