Relative multiplexing for minimizing switching in linear-optical quantum computing
线性光学量子计算（LOQC）的许多现有方案依赖于多路复用（MUX），其使用动态路由来使得能够使用预示的概率原语来构造接近确定性的门和源。MUXing占当前LOQC架构中有源开关需求的绝大多数。在这篇文章中，我们介绍了相对多路复用（RMUX），一个通用的优化，可以显着降低有源开关的MUX在LOQC的要求，从而降低硬件的复杂性和能耗，以及放宽对各种光子器件的性能要求。我们讨论了RMUX的应用产生纠缠态的概率单光子源，并认为，一个数量级的提高贝尔态的产生率可以实现。此外，我们将RMUX应用于[PRL 115，020502（2015）]中的3D集群状态的渗透提案，并且我们发现RMUX允许该架构的损失容限增加2.4倍。
2017-06-09 quant-ph
Optical memory bandwidth and multiplexing capacity in the erbium telecommunication window
我们研究了用于量子存储的掺铒光存储器的带宽和复用能力。我们专注于协议ROSE（沉默回声的复兴），因为它具有最大的潜在复用容量。我们的分析是适用于其他协议，涉及强光激发。我们表明，内存性能是有限的瞬时频谱扩散，我们描述了如何将这种影响最小化，以实现最佳性能。
2015-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Self-testing mutually unbiased bases in higher dimensions with space-division multiplexing optical fiber technology
在设备无关的量子信息方法中，给定任务的实现可以仅从记录的统计数据进行自测试，而无需所采用设备的详细模型。尽管实验要求很高，但它为自然满足相关要求的先进量子技术提供了有吸引力的验证方案。在这项工作中，我们实验研究是否可以采用自测试协议来证明现代空分复用光纤技术构建的新量子设备的正常运行。具体地，我们考虑了M.~法卡斯和J.~ Kaniewski（Phys.~修订版~ A 99，032316），用于对应于维度$d>2$中的互无偏基（MUB）的自测试测量。在我们的方案中，状态准备和测量阶段的实施与新的多芯光纤和相关组件构建的多臂干涉仪。由于该技术实现的干涉仪的光学模式的高度重叠，我们能够达到用于自测试两个四维MUB的实现所需的频率。我们还量化了测量的两个操作量：（i）与Bell违规相关的不兼容性鲁棒性，以及（ii）从结果中提取的随机性。由于MUB位于几个量子信息协议的核心，我们的研究结果对未来依赖于空分复用光纤的量子工程具有实际意义。
2020-06-11 quant-ph
Experimental wavelength-space division multiplexing of quantum key distribution with classical optical communication over multicore fiber
我们演示了量子密钥分发（QKD）与经典信号在一个七芯光纤使用密集波分复用。量子信号在一个外核中单独传输，核间串扰是量子信号的主要损伤。为了减轻IC-XT，我们提出了一个量子经典交织方案。然后根据测量结果分析了IC-XT的特性，指出对向传播是一种比共传播更好的共存方法。最后，我们进行了量子密钥分发实验中存在的两个经典信道之间的量子信道和最近的经典信道的信道间隔为100 GHz。实验结果表明，反向传播几乎不受IC-XT的影响，这与我们的分析是一致的。此外，该方案还验证了在城域网范围内传输的可行性。
2018-11-10 quant-ph
High-efficiency single-photon generation via large-scale active time multiplexing
按需产生不可区分的单光子和多光子态是扩大光量子信息和通信应用的关键技术。几十年来，非线性参量光子对源和先驱单光子源一直是量子信息应用的标准光源。然而，在这样的源中产生的光子对的数量的固有不确定性是阻止按需光子对和预示的单光子产生的关键缺点。在这里，我们展示了大规模的时间复用不可区分的预示单光子，采用低损耗的HSPS和可调延迟线。我们观察到66.7%的单光子状态的存在概率收集到一个单模光纤复用40个周期性的时间仓预示单光子。据我们所知，这是迄今为止实现的最高光纤耦合单光子概率。我们的时间复用光子的高不可分辨性（~90%）也得到了证实。我们还通过实验研究了使用不同泵浦功率的HSPS的单光子概率和不需要的多光子贡献的权衡关系。我们的研究结果表明，低损耗，大规模的复用可以实现高效的单光子产生以及高度可扩展的多光子产生从低效的HSPS。我们预测，我们的大规模时间复用将为以前所未有的效率产生> 30个重合光子铺平道路，从而开辟光学量子信息处理的新前沿。
2018-03-13 quant-ph
Quantum Multiplexing with the Orbital Angular Momentum of light
光子的轨道角动量OAM为携带多个用户的量子数据提供了合适的支持。我们提出了两种新颖的光学设置，通过相同的自由空间光链路发送n个量子通信方的信息。这些量子比特可以同时发送，并且共享路径，波长和偏振而不受干扰，从而增加了系统的通信容量。第一种解决方案是量子位组合器，将n个通道合并到同一个链路中，传输n个独立的光子。第二种解决方案，OAM复用器，使用CNOT门将n个光通道的信息传输到单个光子。多路复用器电路的其他应用，如量子算术，以及连接到OAM排序进行了讨论。
2009-01-29 quant-ph
A fast and versatile QKD system with hardware key distillation and wavelength multiplexing
我们提出了一个625 MHz的时钟相干单向量子密钥分发（QKD）系统，在光纤链路上连续分发密钥。为了支持高密钥速率，我们实现了一个快速的硬件密钥提取引擎，它允许实时的密钥提取速率高达4 Mbps。该系统采用波长多路复用，以便仅在单根光纤上运行，并紧凑地集成在19英寸2U机架中。我们对系统进行了优化，考虑了有限密钥大小效应、认证成本和系统错误的安全分析。使用快速门控InGaAs单光子探测器，我们可靠地分发密钥的速率高达140 kbps和超过25公里的光纤，为4 E-9的安全参数。
2013-09-11 quant-ph
Quantum information processing with space-division multiplexing optical fibres
光纤是我们通信基础设施的重要工具，因为它是光通信的主要传输通道。光纤技术的最新重大进展是空分复用（SDM），其中新的光纤设计和组件基于不同横向光学模式上的光传播建立多个共存的数据通道。同时，在量子信息处理（QIP）领域中已经有许多最新的发展，在诸如计算、通信和计量学的领域中具有新颖的协议和设备。在这里，我们回顾了最近的工作实现QIP协议与SDM光纤，并讨论了新的可能性操纵量子系统的基础上，这项技术。
2020-01-22 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Photon number resolving detection using time-multiplexing
在许多量子信息技术中，需要能够分辨光子数的探测器。为了在量子信息处理中有用，这样的检测器应该简单、易于使用，并且可扩展以分辨任何数量的光子，因为应用可能需要很大的便携性，例如在量子密码学中。在这里，我们描述了一个时间复用检测器，它使用一对标准的雪崩光电二极管在盖革模式下工作的建设。理论分析和实验测试使用脉冲光源的弱相干光的检测技术。
2003-10-30 quant-ph
Long-distance transmission of quantum key distribution coexisting with classical optical communication over weakly-coupled few-mode fiber
量子密钥分发（QKD）是量子信息处理中最具实际意义的应用之一，它可以在远端用户之间产生信息论安全的密钥。借助波分复用技术，量子密钥分配技术已经与经典的光通信网络相结合。少模光纤（FMF）模-波长双重复用技术可以进一步提高波分复用性能，与多芯光纤相比，FMF具有额外的模隔离度和较大的模有效芯面积，尤其在制作和拼接技术上更具有实用性。在这里，我们提出了第一次共存的QKD实现与经典的光通信弱耦合FMF使用全光纤模式选择耦合器。在发射功率为-2.60dBm的情况下，利用1.3kbps的实时安全密钥生成，实现了量子密钥分发在86kmFMF上与100Gbps经典数据信道的共传播。与单模光纤相比，在相同的光纤输入功率下，FMF的平均拉曼噪声降低了86%。我们的工作实现了量子密钥分配与经典光通信的融合，并展望了量子通信与下一代模分复用网络的兼容性
2020-02-02 quant-ph
Spatial multiplexing of squeezed light by coherence diffusion
由于在光束分裂期间的噪声污染，原则上禁止空间分裂非经典光束。提出了一种利用原子热运动实现压缩光空间复用的平台。在抗弛豫涂覆的蒸气室中的单独空间模式的光通道共享由所有通道通过原子的相干扩散共同创建的相同的长寿命原子相干性，这反过来增强了负责光压缩的单个通道的非线性过程。因此，即使激光功率低于压缩光产生的阈值，它也表现为一个光通道中的压缩光传输到其他远距离通道。利用低功率激光$\sim\text{mW}$产生了压缩光束阵列。这种方法在多节点量子网络和量子增强技术（如量子成像和传感）中具有很大的应用前景。
2018-12-20 quant-ph
Multiplexing Free-Space Channels using Twisted Light
我们通过实验证明了一种用于复用光的光学状态的干涉协议，该协议有可能成为利用具有轨道角动量（OAM）的光的自由空间通信方案中的标准元素。我们演示了使用不同的源产生的奇数和偶数OAM叠加复用。此外，我们的技术允许一个准备的OAM状态的相干叠加或统计混合。我们采用状态断层扫描来研究该协议的性能，我们证明了大于0.98的重复性。
2015-12-28 physics.optics quant-ph
Quantum Metropolitan Optical Network based on Wavelength Division Multiplexing
量子密钥分发（QKD）技术正在迅速成熟。然而，目前在光网络中的应用方法使其成为一种昂贵的技术。迄今为止部署的QKD网络被设计为点对点的专用QKD链路的集合，其中非相邻节点使用可信中继器范例进行通信。我们提出了一种新的光网络模型，其中QKD系统通过波长复用它们的量子和经典信号来共享通信基础设施。路由是使用大都市区域内的光学组件完成的，这允许动态的任意对任意通信方案。此外，它类似于一个商业电信网络，利用现有的基础设施和商业组件，允许简单，具有成本效益和可靠的部署。
2013-09-16 cs.CR cs.NI quant-ph
Orthogonal Frequency Division Multiplexed Quantum Key Distribution
提出了一种频谱效率高的正交频分复用（OFDM）技术，用于可信节点量子网络核心的量子密钥分发（QKD）。提出了两种主要的方案，并进行了详细的分析，考虑到系统的缺陷，特别是，时间失调的问题。事实证明，虽然多个服务提供商可以共享网络基础设施，使用建议的多路复用技术，没有增益的总密钥生成速率，如果使用传统的全光无源OFDM解码器。为了实现线性增加的关键速率与通道的数量，提出了一种替代的主动设置OFDM解码，它采用了光开关，除了传统的无源电路。我们表明，通过使用我们提出的解码器的带宽利用率大大提高相比，传统的波分复用技术。
2015-11-23 quant-ph
Experimental study on Gaussian-modulated coherent states quantum key distribution over standard telecom fiber
在本文中，我们提出了一个完全基于光纤的单向量子密钥分发（QKD）系统实现高斯调制相干态（GMCS）协议。该系统采用双马赫-曾德尔干涉仪（MZI）配置，其中弱量子信号和强本地振荡器（LO）通过Alice和Bob之间的同一光纤，并在Bob的终端内分成两条路径。为了抑制LO泄漏到信号路径中，这是对过量噪声的重要贡献，我们实现了一种结合偏振和频率复用的新方案，实现了70 dB的消光比。为了进一步减少由于双MZI的相位漂移的系统过多的噪声，我们建议，而不是采用相位反馈控制，一个简单地让爱丽丝重新映射她的数据通过执行旋转操作。我们进一步提出了噪声分析理论和实验。我们的计算表明，组合偏振和频率复用方案可以实现更好的稳定性，在实践中比时分复用方案，因为它允许一个使用匹配的光纤长度的信号和双MZI两侧的LO路径，大大减少了相位不稳定性所造成的不匹配的光纤长度。我们的实验噪声分析量化的三个主要贡献的多余的噪声，这将是指导未来的研究GMCS量子密钥分配系统。最后，我们证明，在“现实的模型”，其中夏娃不能控制系统内鲍勃的终端，一个安全的密钥速率为0.3bit/脉冲在5公里的光纤链路。该密钥速率比实际的BB84 QKD系统的密钥速率高约两个数量级。
2007-09-23 quant-ph
Routing and wavelength assignment in quantum key distribution networks: power control heuristics for quantum-classical multiplexing
本文针对量子-经典混合光网络中的路由与波长分配问题，提出结合经典信道功率控制的启发式算法，通过将经典信号功率降至最低功能需求来抑制拉曼散射和四波混频对量子信道的干扰，并在多种场景下验证了算法效率。
2025-09-19 quant-ph
A Dynamic Multiplexing Policy for a Quantum Repeater
TU Delft（代尔夫特理工大学）；QuTech（奎克技术研究所）；Kavli Institute of Nanoscience（卡弗里纳米科学研究所）；Delft Networks（代尔夫特网络）
研究用于量子中继器的动态复用策略，通过可重构路由器互连量子芯片，对比动态与固定分配策略，发现在特定参数范围，动态策略能显著提升保真度、略微提高速率并实现更高密钥率，对近期量子网络发展有重要意义。
2026-07-09 quant-ph
A theoretical study of subcarrier-wave quantum key distribution system integration with an optical transport network utilizing dense wavelength division multiplexing
ITMO University（ITMO大学）；Leading Research Center ‘National Center of Quantum Internet’, ITMO University（ITMO大学领先研究中心‘国家量子互联网中心’）；Quanttelecom LLC.（Quanttelecom有限责任公司）
本文理论研究了DWDM光传输网络中SCW QKD的性能，考虑拉曼散射、四波混频等噪声，计算了QBER和安全密钥率，发现1310 nm波长优于C波段。
2026-09-09 physics.optics quant-ph
Spatial Multiplexing in a Cavity-Enhanced Quantum Memory
我们提出了一个多路复用的量子中继协议的基础上合奏的激光冷却和捕获的铷原子内的光学环形腔。我们已经证明了在这样的系统中的强集体耦合，并构建了一个基于二维声光偏转器的多路复用装置。在这里，我们展示了这个系统如何使用具有非平凡空间相位分布（自旋波）的集体激发来实现多路复用量子中继器。计算的长距离纠缠产生率表明，这种多路复用的集合体-腔平台是实现长距离量子纠缠和网络化的一条有前途的途径。
2019-03-06 physics.atom-ph quant-ph
Feasibility of quantum key distribution through dense wavelength division multiplexing network
本文研究了在通信波长上采用密集波分复用（DWDM）技术，在同一光纤上实现量子密钥分发（QKD）和经典通信的可行性。研究了基于单光子探测的量子密钥分配和基于零差探测的量子密钥分配中经典信道对量子信道的影响。我们的研究表明，后者可以容忍一个更高的水平的污染，从经典的渠道比前者。这是因为零差探测器中使用的本机振荡器充当了“模式选择器”，可以有效抑制噪声光子。我们进行了仿真的基础上的诱饵BB84量子密钥分配协议和高斯调制相干态（GMCS）量子密钥分配协议。虽然前者甚至不能容忍一个经典信道（功率为0dBm），但后者可以与38个经典信道（每个信道功率为0dBm）复用，并且仍然具有约10 km的安全距离。在100MHz带宽的零差检波器上进行了初步实验。
2010-10-01 quant-ph
Modal division multiplexing of quantum and classical signals in few-mode fibers
本研究利用8公里少模光纤在电信波长下实验验证了量子与经典信号的模式复用，发现随机模式耦合引发通道串扰，证明了少模光纤同时传输两类信号以实现物理加密的可行性。
2024-12-23 quant-ph
Long-distance quantum key distribution secure against coherent attacks
量子密钥分发（QKD）允许数字加密密钥的信息理论上安全的传输，假设用于密钥交换的设备的行为可以被可靠地建模和预测。值得注意的是，除了她受自然法则约束之外，不必对窃听者的能力进行任何假设，从而使QKD的安全性成为“无条件”。然而，无条件的安全在实践中很难实现。例如，任何实验实现只能收集有限的数据样本，导致对相干攻击（最常见的攻击类别）的脆弱性，并且对于某些协议，仍然缺少对这些攻击的鲁棒性的理论证明。由于这些原因，在过去，许多QKD实验都没有实现无条件安全的协议，而是考虑了窃听者的有限攻击能力。在这里，我们探讨了量子密钥分配在最具挑战性的环境中对抗相干攻击的安全性：密钥的长距离传输。我们证明，BB84协议可以提供积极的关键速率的距离高达240公里，而无需复用的传统信号，和高达200公里的复用。使用实用的热电冷却单光子探测器，即使是最长的距离也可以实现有用的关键速率。
2017-01-25 quant-ph
Frequency-Time Multiplexing for Near-Deterministic Generation of n-Photon Frequency-Bin States
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Photon Queue Inc.（光子队列公司）
本文提出利用频率-时间复用技术，通过光学量子记忆和光纤布拉格光栅反射器阵列，实现近确定性生成n光子频率-bin状态，可高效产生8光子态。
2026-03-03 quant-ph
Spectral multiplexing of telecom emitters with stable transition frequency
在量子网络中，相干发射器可以使用光子通道在大距离上纠缠。在固态器件中，所需的高效光发射器界面可以通过将光限制在纳米光子结构中来实现。然而，波动的电荷和磁矩在附近的界面，然后导致光谱的不稳定性的发射体。在这里，我们避免这种限制时，提高光子发射高达70（12）倍，使用法布里-珀罗谐振器与嵌入式19微米薄的晶体膜，其中我们观察到约100个单独的铒发射器。在长期测量中，它们表现出< 0.2 MHz的特殊光谱稳定性，这受到与周围核自旋耦合的限制。我们进一步实现光谱复用相干控制，并找到0.11（1）ms的光学相干时间，接近最强耦合发射器的寿命极限0.3 ms。我们的研究结果构成了一个重要的一步，频率复用量子网络节点直接在电信波长。
2022-10-28 physics.optics quant-ph
Active Temporal Multiplexing of Photons
光子量子比特由于其独特的低噪声特性，构成了颠覆性量子技术的领先平台。光子方法的成本是许多过程的非确定性，包括单光子产生，这是由参数源和光子之间的相互作用引起的。有源时间复用-在时间上重复生成过程并使用光交换网络重新路由到单模-是克服这一挑战的有前途的方法，并且对于大规模应用可能是必不可少的，大大降低了资源复杂性和系统尺寸。要求包括低损耗开关、延迟线、快速光子探测器和前馈系统的精确同步。在这里，我们展示了时间复用的8个'仓'从一个双通预示光子源，并观察到预示和预示光子率的增加。该系统指出了在量子技术中利用时间复用的方法，从单光子源到大规模计算。
2015-08-12 quant-ph
Active Temporal Multiplexing of Indistinguishable Heralded Single Photons
量子光学中的一个基本挑战是通过非确定性非线性光学过程确定性地产生不可区分的单光子，这是由于在这些过程中单光子和多光子产生概率的内在耦合。在许多时间模式中生成的主动复用光子可以解耦这些概率，但关键问题是最小化资源需求以允许可扩展性，并确保生成的光子的不可扩展性。我们证明了从四个时间模式的光子复用单独使用光纤集成光学和现成的电子电路。我们显示了100%的单光子输出概率的增强，而不引入额外的多光子噪声。四重Hong-Ou-Mandel量子干涉证实了光子的不可分辨性，可见度为91%。我们的演示为多个非确定性光子源到单个近确定性光子源的可扩展复用铺平了道路，这将有利于未来的量子光子技术。
2015-08-14 quant-ph
Spectral Multiplexing of Rare-earth Emitters in a Co-doped Crystalline Membrane
本文在共掺杂铒和铕的硅酸钇晶体薄膜法布里-珀罗谐振腔中，实现了超过360个量子比特的高保真光谱复用，Purcell因子超过35，并保持光学相干性，为量子中继器和分布式量子计算提供了平台。
2024-03-19 quant-ph
Efficient experimental quantum fingerprinting with wavelength division multiplexing
量子通信复杂度研究的是利用量子态进行信息通信的效率（即实现某项任务所需的最小通信量）。一个代表性的例子是量子指纹，其中考虑了同时消息传递模型，并且最小通信量可以指数地小于经典指纹协议。基于一个实用的量子指纹协议的实验演示，其中相干态用于构建指纹，成功地显示了量子指纹的优越性。然而，由于使用相干态，该相干量子指纹（CQF）协议中的通信时间增加。此外，在这些实验演示中传达的最小信息量在很大程度上受到单光子探测器暗计数的限制。在这里，我们提出了提高现有的CQF协议的性能，通过应用波分复用（WDM）和多个波长信道的同时检测。我们表明，新的WDM-CQF协议可以潜在地减少通信时间显着。更重要的是，在相同的实验参数下，与原CQF协议相比，新方案的通信量大大减少。WDM-CQF协议使用的波长信道越多，所需的通信量就越少。我们还进行了一个概念验证的实验演示新的WDM-CQF协议与6个波长信道。实验结果进一步验证了采用WDM的新方案不仅优于经典的CQF协议，而且将原CQF协议所需的通信量减少了一半以上。
2020-05-12 physics.optics quant-ph
Subexponential rate versus distance with time-multiplexed quantum repeaters
使用长度上的直接传输的量子通信容量- $L$光纤缩放为$R \sim e^{-αL}$，其中$α$是光纤的损耗系数。使用配备有量子存储器、概率贝尔状态测量（BSM）和用于空间复用的开关的线性量子中继器链实现的速率，但没有量子纠错，被证明超过了直接传输容量。然而，该速率仍然随着端到端距离呈指数衰减，即，$R \sim e^{-s{αL}}$和$s < 1$。我们表明，时间复用的引入-即，在中继器节点处的量子位之间执行BSM的能力导致亚指数速率-vs.-，所述中继器节点处的量子位以{ \em different}时间步长与不同相邻节点处的量子位成功纠缠。距离缩放，即，$R \sim e^{-t\sqrt{αL}}$，这是不能仅通过空间或频谱复用实现的。我们评估分析上限和下限，这个速率，并获得准确的速率通过数值优化的时分复用块的长度和中继节点的数量。我们进一步证明，在用于实现时间复用的光开关中引入损耗会降低速率与时间复用的关系。距离性能，最终回落到指数缩放非常有损开关。我们还研究了量子存储器退相干模型，并描述了最佳的操作制度，以保持所需的时间复用的提升。量子记忆退相干被认为是更有害的中继器的性能超过开关损耗。
2021-11-19 quant-ph
Microwave-to-optical conversion in a room-temperature $^{87}$Rb vapor with frequency-division multiplexing control
本文利用室温铷原子蒸气实现了可调谐550 MHz范围的相干微波到光波转换，并演示了频分复用、多信道转换及幅度控制，为频域量子比特的量子信息处理提供了新途径。
2023-12-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
The limits of multiplexing quantum and classical channels: Case study of a 2.5 GHz discrete variable quantum key distribution system
由于仅使用专用于量子信道的光纤的高成本，量子密钥分发的网络集成对于其未来的广泛部署是至关重要的。我们研究了在2.5 GHz重复率下运行简化BB84协议的系统的性能，该系统在原始波长带（短O带）中操作，当与传统波长带（短C带）中的通信信道复用时。我们的系统可以成功地产生密钥在单模光纤长度为95.5公里，并与共同传播的经典信号在8.9 dBm的发射功率。此外，我们讨论了一个理想的系统在相同的条件下的性能，显示的限制是什么可能与离散变量系统在O波段。我们还考虑了一个短的和有损耗的链路与51公里的光纤类似的一个真正的链路在城域网。在这种情况下，我们可以在经典信道中交换发射功率高达16.7 dBm的密钥。
2021-09-06 quant-ph
Efficient Quantum Space-Division Multiplexing Using Time-Bin and Phase Encoding in Few-Mode Fibers
本研究将多模光纤空分复用技术应用于时间-相位编码的量子信号，利用单光子探测器死时间消除模式串扰，在8公里少模光纤中实现每秒M量子比特的高效量子传输。
2025-09-05 physics.optics quant-ph
MAQCY: Modular Atom-Array Quantum Computing with Space-Time Hybrid Multiplexing
MAQCY通过空间-时间混合多路复用实现模块化原子阵列量子计算，利用Q-Pairs和原位原子替换实现O(N)线性扩展，展示三量子比特量子傅里叶变换，并提出基于镱同位素的实现方案。
2025-11-21 quant-ph
Optimal conditions for multiplexing information into ring-core optical fibers
在光通信中，空分复用是一种很有前途的增加光纤网络容量的策略。它依赖于支持多种空间模式传播的现代光纤设计。这些光纤之一，环芯光纤（RCF），能够传播携带轨道角动量（OAM）的模式，并已被证明不仅可以增强经典，而且可以增强量子通信系统。典型地，RCF空间模式被用作使用不同拉盖尔-高斯（LG）光束耦合到光纤中的数据流的正交传输信道。在这里，我们研究的最佳条件，复用信息到环芯光纤在这个方案。我们确定哪些是要考虑的最相关的LG光束，以及如何通过根据光纤参数适当调整光束宽度来最大化它们的耦合效率。我们的研究结果表明，耦合效率取决于OAM值，这可能会限制可实现的传输速率。在这方面，我们表明，LG光束是不是最佳的选择耦合到RCF的信息。相反，另一类承载OAM的光束，即完美涡旋光束，允许这些光纤支持的所有空间模式具有近乎完美的耦合效率。
2021-01-19 eess.SP physics.optics quant-ph
Towards high-capacity quantum communications by combining wavelength- and time-division multiplexing technologies
光通信系统能够将信息从一个用户发送到另一个用户，通过自由空间或光纤传播的光束，因此如何在更短的时间内发送更大量的信息是一个长期关注的问题，一个有前途的方法是使用光子的不同自由度的复用来并行处理多个信道中独立的大量信息。本文结合波分复用和时分复用技术，利用硅纳米线波导中的四波混频，制备了不同时隙的多频模式时间仓纠缠光子对源，并将纠缠光子独立地分配到3 × 14个波长的信道中，与单信道系统相比，可以显著提高量子通信的比特率。我们的工作为实现大容量量子通信和产生多光子非经典态提供了一条新的途径。
2018-03-06 physics.optics quant-ph
Photonic temporal-mode multiplexing by quantum frequency conversion in a dichroic-finesse cavity
正交时间模（TM）形成了一个场正交的、连续可变的自由度，原则上是无限维的，为量子信息科学和技术创造了一个有前途的资源。理想量子脉冲门（QPG）是一种能够复用和解复用具有相同载波频率、空间模式和偏振的时间正交光脉冲的器件。QPG是使用正交时间模式作为高维量子信息存储和处理的基础的主要使能技术。使用具有时变泵浦或控制场的非线性光学参数过程的QPG实现的最大障碍是对可实现的时间模式选择性的限制，其被定义为与单位效率相结合的完美TM辨别。我们提出了使用脉冲非线性频率转换的光学腔中有很大的不同的精细度为不同的频率，以实现一个几乎完美的TM-选择QPG在低损耗集成光学平台。
2017-08-08 physics.optics quant-ph
Integrated spatial multiplexing of heralded single photon sources
光子源的非确定性是单光子量子处理器的一个关键限制。空间多路复用通过提高预示的单光子产率而不提高输出噪声来克服这一点。在这里，通过空间复用两个单片硅相关光子对源，超过了单个源的固有统计限制，表明在不增加不必要的多对产生的情况下，预示着单光子输出增加了62.4%。我们进一步证明了该方案的可扩展性，通过多路复用光子产生的两个波导泵通过集成耦合器与63.1%的增加预示的光子速率。该演示为可扩展架构铺平了道路，该架构用于在紧凑的集成平台中多路复用许多光子源，并实现光学量子计算和量子通信协议核心所需的高效双光子干涉。
2013-05-31 physics.optics quant-ph
All-optical quantum signal demultiplexer
密集波分复用（DWDM）是在经典和量子通信网络中提高数据传输速率的最成功的方法之一。虽然信号复用和解复用同样重要，但是传统的复用和解复用方法是基于诸如阵列波导和光纤布拉格级联滤波器之类的无源器件的，这些无源器件虽然广泛用于商业器件，但是缺乏任何主动调谐能力。在这项工作中，我们提出了一种基于和频产生（SFG）的信号解复用方法，该方法具有两个显著的特点：第一，通过切换泵浦波长，可以将来自公共通信信道的任何信号解复用到单个用户;第二，可以使用廉价的高性能检测器进行信号检测。通过对微腔硅片产生的多通道能量-时间纠缠进行解复用，证明了这两个特性。解复用后三个信道上的高干扰比表明纠缠态得到了保持，验证了解复用器的高性能，在大容量量子通信网络中有着广泛的应用前景。
2018-03-01 physics.optics quant-ph
Experimental generation of single photons via active multiplexing
按需单光子源是量子科学和技术的基本组成部分。我们通过实验证明了一个方案的概念证明，该方案通过主动多路复用从脉冲自发参量下转换（SPDCs）概率产生的几个预示光子来生成按需单光子。通过利用四光子对源，主动前馈技术，和超快单光子路由器，我们显示了四倍的增强输出光子速率。同时，我们保持了输出单光子态的质量，相关测量证实。我们还通过实验验证，通过红欧曼德尔干涉，路由器不影响单光子的不可分辨性。此外，我们给出了数值模拟，这表明基于四个SPDC源的多路复用的光子可以优于基于高度先进的光子数分辨探测器的预示。我们的研究结果表明，按需单光子产生和可扩展的线性光学量子信息处理的实际实现的路线。
2012-02-07 physics.optics quant-ph
Online Voting using Point to MultiPoint Quantum Key Distribution
RISE - Research Institutes of Sweden（瑞典研究学院）；CableLabs（有线电视实验室）
本文提出利用时分复用和波分复用的点对多点量子密钥分发技术提升在线投票系统的安全性。
2026-04-25 cs.CR cs.ET quant-ph
Orthogonal Frequency Division Multiplexing Continuous Variable Terahertz Quantum Key Distribution
本文提出一种在太赫兹频段采用正交频分复用技术的连续变量量子密钥分发协议，通过多子载波编码提升频谱效率并抵御信道衰减，在地面和星间链路安全分析及基于超导约瑟夫森结片上源的仿真中均实现了有效安全通信。
2025-06-28 cs.SY eess.SY physics.app-ph
