Entanglement between a photonic time-bin qubit and a collective atomic spin excitation
光与物质之间的纠缠结合了光子量子比特长距离传输的优势和原子量子比特的存储和处理能力。为了在长距离上有效地分布光子态，已经研究了几种编码量子比特的方案-时间箱编码由于其对光纤中的退相干的鲁棒性而特别有前途。在这里，我们演示了在冷原子系综中光子时间仓量子比特和单个集体原子自旋激发（自旋波）之间纠缠的产生，然后将原子量子比特映射到另一个光子量子比特上。一个磁场，诱导原子激发的周期性的退相和再定相，确保了时间的可重复性的两个时间仓，并在纠缠产生中起着核心作用。为了分析所产生的量子态，我们使用很大程度上不平衡的马赫-曾德尔干涉仪在不同的量子比特基上进行投影测量，并通过违反CHSH贝尔不等式来验证纠缠。
2018-01-17 quant-ph
Reversing quantum trajectories with analog feedback
我们证明了主动抑制transmon量子比特退相引起的色散测量，使用参量放大和模拟反馈。通过零差记录的实时处理，反馈控制器恢复由量子比特上的测量赋予的随机量子相位反冲。反馈操作匹配的量子轨道模型与测量效率$\tildeη \approx 0.5$，与后选择得到的结果一致。我们克服了放大链的带宽限制，通过数值优化的反馈回路中的信号处理，并提供了一个理论模型来解释优化结果。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Protocol for nearly deterministic parity projection on two photonic qubits
针对光子非破坏性宇称投影依赖高保真 Controlled-Z 门的实验难题，本文提出仅需稳定物质-光子 Controlled-Phase 门的双光子量子比特近确定性宇称投影协议，降低了实现要求。
2023-09-26 quant-ph
Memory-built-in quantum teleportation with photonic and atomic qubits
量子隐形传态和光子量子比特的量子存储的结合是未来实现大规模量子通信和基于测量的量子计算的关键。这两个步骤已经在许多原理验证实验中分别实现，但光子量子比特的存储器内置隐形传态的演示仍然是一个实验挑战。在这里，我们展示了光子（飞行）和原子（静止）量子比特之间的隐形传态。在我们的实验中，一个未知的偏振态的单光子被传送到一个远程原子量子比特，也作为一个量子存储器超过7米。传送的状态可以存储并成功读出长达8微秒。除了基本的兴趣之外，光子和原子量子比特之间的隐形传态直接包含可读的量子存储器代表了迈向高效和可扩展的量子网络的一步。
2008-01-21 quant-ph
Realization of single-qubit positive operator-valued measurement via a one-dimensional photonic quantum walk
我们通过将量子位实现为光子量子行走中的硬币并使行走者进行投影测量来执行量子位的广义测量。我们的实验技术可以用来实现光子任何秩1单量子比特正算符值测量通过构建一个适当的干涉量子行走网络，然后投影测量的步行者的位置在最后一步。
2015-01-22 quant-ph
Quantum interface between photonic and superconducting qubits
我们发现，嵌入超导微波腔中的光学有源耦合量子点可以用来实现光子和transmon量子比特之间的快速量子接口。通过耦合的量子点的单光子吸收导致产生大的电偶极子，这又确保了与微波腔的有效耦合。使用先前实验中获得的腔参数，我们估计，在纳秒时间尺度内的双向微波光学转换与效率接近统一的实验是可行的，与当前的技术。我们还提出了一个从时间仓光子量子比特到transmon量子比特的确定性量子态传输协议。基于量子点的量子光子学技术的最新进展表明，我们提出的方案可以在连接包含腔耦合超导量子比特的量子节点方面发挥核心作用。
2017-07-07 quant-ph
Experimentally generating and tuning robust entanglement between photonic qubits
我们制备并研究了三个偏振编码光子量子比特组成的新态的纠缠特性。通过改变一个实验参数，我们可以相干地从一个完全可分离的状态到一个最大鲁棒的W状态，同时在任何时候都保持一个最佳的鲁棒性，对称纠缠配置。我们实现了高保真度与这些配置实验，包括最高的报告W状态保真度。
2008-02-21 quant-ph
Atomic vapor quantum memory for a photonic polarization qubit
我们报道了一种用于光子极化量子比特的原子蒸气量子存储器的实验实现。极化量子比特的量子存储器的性能，实现了在两个空间上分离的温暖的铷原子在一个单一的蒸汽细胞的合奏电磁诱导的透明度，其特征在于与量子过程层析成像。在长达16 μs的存储时间内，工艺保真度优于0.91。
2010-11-25 quant-ph
Quantum filter for non-local polarization properties of photonic qubits
我们提出了一种光学滤波器，只有当光子对共享相同的水平或垂直偏振，而不降低这两种可能性之间的量子相干性，才能传输光子对。纠缠操纵和多光子量子比特的各种应用进行了讨论。
2002-02-18 quant-ph
Resource requirements for efficient quantum communication using all-photonic graph states generated from a few matter qubits
量子通信技术在从保密信息的安全传输到分布式量子计算等应用领域显示出巨大的潜力。由于光纤损耗，长距离量子通信需要使用量子中继器，对于量子中继器，存在基于量子存储器的方案和全光子方案。虽然基于从线性光学器件生成的图形状态的全光子方法避免了与存储器相关联的相干时间问题，但它们的性能优于无中继器协议，只是以资源开销过大为代价。在这里，我们考虑使用物质量子比特来产生光子图状态，并详细分析了资源和性能之间的权衡，其特征在于每个物质量子比特可实现的密钥速率。我们表明，物质量子位之间的快速双量子位纠缠门和高光子收集和检测效率是全光子协议优于无中继器和基于存储器的方案所需的主要成分。
2021-02-11 quant-ph
Efficient Heralding of Photonic Qubits with Apllications to Device Independent Quantum Key Distribution
提出了一种利用线性光学器件实现光子量子比特信号的有效方法。首先，我们可以获得渐近完美的预示和单位成功概率与不断增长的资源。其次，我们表明，即使使用有限的资源，我们可以提高定性和定量的早期预示的结果。在后一种情况下，我们可以在保持有限成功概率的情况下获得完美的光子量子比特。我们通过预测设备无关的量子密钥分发的密钥速率，考虑到源和检测器的缺陷，证明了我们的预示方案的优势。
2011-05-13 quant-ph
Remote preparation of a single-mode photonic qubit by measuring field quadrature noise
对非局域单光子态$a|1,0>-b|0,1>$的一种模式进行电磁场正交测量，使其坍缩为另一种模式下的单光子态和真空态的叠加。我们利用这种效应来实现远程制备任意单模光子量子比特的条件下观察一个预先选定的正交值。所制备的量子比特的量子效率可以高于初始单光子的量子效率。
2003-08-25 quant-ph
Cyclical Quantum Memory for Photonic Qubits
我们已经进行了一个原理验证实验，在该实验中，来自参数下转换源的单光子的偏振态中编码的量子比特被相干地存储并从量子存储器设备中读出。该存储设备利用了一个简单的自由空间存储循环，提供了一个可以与量子计算机的周期时间同步的周期性读出。通过使用高速偏振Sagnac干涉仪开关，在开关操作期间保持光子量子比特的相干性。
2002-07-08 quant-ph
Universal entanglement decay of photonic orbital angular momentum qubit states in atmospheric turbulence: an analytical treatment
研究了在弱湍流大气中具有相反方位角指数$l_0$的光子轨道角动量量子比特态的纠缠演化。使用渐近方法，我们推导出解析表达式的振幅之间的模式$l_0$和$-l_0$的相干性引起的串扰。此外，我们解析地建立不同的，普遍的纠缠衰减定律Kolmogorov的湍流模型和两个近似。
2019-09-26 quant-ph
Quantum phase gate for photonic qubits using only beam splitters and post-selection
我们表明，反射率的三分之一的分束器可以用来实现量子相位门操作，只要输出保存在每一侧的光子数后选择。
2001-11-19 quant-ph
Large-scale silicon quantum photonics implementing arbitrary two-qubit processing
集成光学是为实现光子量子信息的精细控制而提出的一种工程解决方案。在这里，我们使用硅光子学和量子算符的线性组合方案来实现一个完全可编程的双量子比特量子处理器。该器件是用现成的CMOS工艺制造的，包括四个非线性光子源，四个滤波器，八十二个分束器和五十八个可单独寻址的移相器。为了证明性能，我们对该设备进行了编程，以实现98种不同的两量子比特酉操作（平均量子过程保真度为93.2 $\pm$ 4.5%），两量子比特量子近似优化算法和Szegedy定向量子行走的有效模拟。这促进了硅光子学的线性组合架构在未来光子量子处理器中的进一步使用。
2018-09-26 quant-ph
Quantum noise eater for a single photonic qubit
我们提出了一个单量子比特的量子噪声吞噬器，并通过实验验证了其恢复双轨光子量子比特所携带的叠加态的性能。我们考虑一种情况，当只有一个铁轨（例如，干涉仪臂之一）易受噪声影响。相干但随机到达的光子穿透到该单个轨道中导致其状态的改变，这导致后续量子信息处理中的错误。我们从理论上证明和实验上证明了这种量子噪声吞噬器可以有条件地完全恢复叠加态。
2013-08-04 quant-ph
Integrated photonic qubit quantum computing on a superconducting chip
我们研究了一个利用超导芯片上传输线谐振器中的微波光子作为量子比特的量子计算系统。我们表明，量子计算所需的所有控制都可以通过耦合到同一芯片上的约瑟夫森器件来实现，并利用它们固有的强非线性来实现量子比特相互作用。我们分析了门错误率，以证明我们的计划是现实的，即使是有限的退相干时间的约瑟夫森器件。基于现有技术的概念创新解决方案，我们的方案提供了一个集成和可扩展的方法，光子量子位量子计算的下一个关键里程碑。
2009-09-30 quant-ph
Qubit teleportation between a memory-compatible photonic time-bin qubit and a solid-state quantum network node
Department of Applied Physics, University of Geneva（日内瓦大学应用物理系）；Constructor University Bremen GmbH（不来梅构造大学有限公司）
本研究展示了一种连接固态量子网络节点与兼容型光子时间-bin量子比特的量子接口，实现了75.5±1.0%的量子传送保真度。
2024-03-27 quant-ph
Comment on: "Measuring a Photonic Qubit without Destroying It"
最近，Pryde等人报道了利用线性光学和投影测量的单光子偏振态的量子非破坏方案的演示[Phys.Rev.Lett. 92，190402（2004）]。在这里，我们认为他们对实验的解释与他们使用的保真度测量不一致。
2004-06-17 quant-ph
Heralded amplification of photonic qubits
我们在全光纤、电信波长方案中展示了时间仓和Fock状态量子位的预示量子位放大，该方案突出了完全集成光子解决方案的简单性、稳定性和潜力。利用高效率超导探测器，研究了放大器的增益、保真度和性能随损耗的变化。我们还展示了第一个没有后选择的福克态量子比特放大器。这为证明设备无关的量子密钥分发以及扩展距离上的量子力学的基本测试提供了重大进展。
2015-07-12 quant-ph
Mapping multiple photonic qubits into and out of one solid-state atomic ensemble
量子通信的未来挑战是可扩展的量子网络，它需要将光子量子比特相干和可逆地映射到静止的原子系统（量子存储器）上。现实网络的一个关键要求是能够在一个量子存储器中有效地存储多个量子比特。在这里，我们展示了相干和可逆映射的64个光学模式在单光子水平的时域到一个固态系综的稀土离子。我们的光-物质接口基于高带宽（100 MHz）原子频率梳，具有1微秒的预定存储时间。然后，我们可以在短<10 ns的时间模式（时间仓量子位）中编码许多量子位。我们通过同时存储和分析多个时间仓量子比特来展示映射的良好相干性。
2010-02-19 quant-ph
Deterministic CNOT gate and entanglement swapping for photonic qubits using a quantum-dot spin in a double-sided optical microcavity
提出了一种确定性和可扩展性的方案，利用量子点（QD）自旋在双面光学微腔中构造两量子比特的受控非（CNOT）门，实现光子量子比特之间的纠缠交换.该方案是基于自旋选择性光子从腔的反射，可以实现在一个非破坏性和预示的方式。我们评估该计划的可行性，并表明该计划可以在弱耦合和强耦合制度。该方案为长距离光量子通信和分布式量子信息处理开辟了广阔的前景。
2013-09-02 quant-ph
Multi-parameter estimation of the state of two interfering photonic qubits
本文提出基于偏振分辨双光子干涉的新型干涉测量技术，以最大灵敏度同时估计两个干涉光子量子比特偏振态的多个参数，并验证了其在有限采样下的实验可行性与精度。
2024-05-21 quant-ph
Demonstration of Controlled-Phase Gates between Two Error-Correctable Photonic Qubits
为了实现容错量子计算，需要将量子信息存储在具有纠错功能的逻辑量子比特中，通过在多个物理量子比特之间分配逻辑状态或通过在高维系统的希尔伯特空间中编码来实现。这些可纠错的逻辑量子比特之间的量子门操作对于实现任何实际的量子计算任务都是必不可少的，但还没有实验证明。在这里，我们展示了一种几何方法，实现控制相位门之间的两个逻辑量子比特编码的光子场存储在腔中。这些门是通过将辅助超导量子比特色散耦合到这些腔并驱动它根据腔的联合光子态进行循环演化来实现的，这产生了条件几何相位。我们首先实现了光子量子比特的相位门，其逻辑基态编码在两个准正交相干态中，这对基于连续变量的量子计算具有重要意义。然后，我们使用这种几何方法来实现两个二进制编码的逻辑量子比特之间的控制相位门，这具有纠错功能。
2020-03-26 quant-ph
One-step implementation of a multi-target-qubit controlled-phase gate with photonic qubits encoded via eigenstates of the photon-number parity operator
提出以光子数奇偶算符本征态编码光子量子比特，并借助耦合超导磁通三能级量子比特的多个微波腔单步实现可混合编码的多目标受控相位门，操作时间不随目标数增加且抑制退相干。
2023-06-04 quant-ph
Operational multipartite entanglement classes for symmetric photonic qubit states
我们提出的实验方案，允许研究的纠缠类的所有对称态的多量子比特光子系统。除了在效率上比较所提出的方案外，我们还将重点讨论对称Dicke态的纠缠特性与最近提出的原子纠缠方案之间的关系。与后者类似，我们得到了一个一对一的对应关系定义良好的实验参数集和多量子比特纠缠类内的对称子空间的光子系统。
2009-11-26 quant-ph
Reconfigurable controlled two-qubit operation on a quantum photonic chip
集成量子光子学是量子信息处理、量子通信和量子精密测量的理想平台。在所有这些应用中，不仅需要能够创建和检测光的福克态，而且还需要对实现某些期望的逻辑操作的光子电路进行编程。在这里，我们展示了一个可重构的控制两个量子比特操作的芯片上使用的多波导干涉仪与可调移相器。我们发现理论和实验之间的良好协议，与0.98 \pm 0.02之间的平均相似性测量和理想的操作。
2012-05-19 quant-ph
Bose-Einstein condensate as a quantum memory for a photonic polarization qubit
基于电磁感应透明的方案被用于在玻色-爱因斯坦凝聚体中存储光。在这个过程中，光子偏振量子比特被存储在原子塞曼态中。存储过程的性能被表征和优化。平均过程保真度为1.000 +/- 0.004。对于长的存储时间，磁场的时间波动降低了该值，产生1.1 +/- 0.2 ms的保真度的寿命。脉冲能量的写入-读取效率可以达到0.53 +/- 0.05。
2012-02-14 quant-ph
Experimental test of rotational invariance and entanglement of photonic six-qubit singlet state
我们实验测试了单重态的六光子量子比特推广的不变性。我们的结果与理论相一致。不变性对于克服某些类型的退相干是有用的。我们还实验检测纠缠的状态使用适当的见证观察，本地观察组成。我们的结果清楚地表明，测试的设置，这是非常稳定的，是一个很好的候选人实现各种多方量子通信协议。所产生的状态的估计保真度是非常高的：它揭示了非常强的EPR六光子相关的错误率低于6%。
2009-03-18 quant-ph
Nondestructive detection of photonic qubits
实验量子信息的最大挑战之一是保持量子比特脆弱的叠加态存活。作为存储器的物质量子位载体可以实现长寿命，至少在原则上是这样，但对于通过吸收、衍射或散射迅速丢失的传播光子来说，则不可能实现长寿命。损失问题可以通过非破坏性光子量子比特检测器来缓解，该检测器在不破坏编码量子比特的情况下预示光子。这种检测器被设想为促进分布式任务依赖于光子量子比特的成功传播的协议，以改善对丢失敏感的量子比特测量，并实现某些量子密钥分发攻击。在这里，我们展示了这样的探测器的基础上，在两个交叉的光纤为基础的光学谐振腔，一个量子比特不敏感的原子-光子耦合，原子态检测的其他单原子。我们实现了对$(79\pm3)\,\%$的量子比特生存的无损检测效率，$(31\pm1)\,\%$的光子生存概率，并以$(96.2\pm0.3)\,\%$的保真度保留量子比特信息。为了说明我们的探测器的潜力，我们表明，它可以提供，已经与当前的参数，长距离纠缠和量子态分布，通过量子比特放大的资源优化，和检测漏洞免费贝尔测试的优势。
2021-03-26 quant-ph
Realization of quantum operations on photonic qubits by linear optics and post-selection
单光子偏振态作为量子比特应用的最大困难之一是实现两个光子之间可控的相互作用。最近，已经表明，这种相互作用可以实现仅使用分束器和高效率的光子检测，通过后选择的输出中的结果的一个明确定义的部分。我们分析了这些相互作用，并讨论了基于这种机制的量子比特操作方案。
2002-05-13 quant-ph
Universal decay of quantumness for photonic qubits carrying orbital angular momentum through atmospheric turbulence
研究了在Kolmogorov湍流大气中，两个光子量子比特在其轨道角动量上部分纠缠时的量子度衰减特性，包括量子纠缠、量子不协调和量子相干性.研究发现，当两个光子的初始态不是最大纠缠时，量子相干性和量子不和谐的衰减可能与量子纠缠的衰减有质的不同。我们还分别导出了量子相干性和量子不和谐的两个普适衰减律，并证明了量子相干性的衰减比非经典关联的衰减更稳健。
2017-10-14 quant-ph
Hybrid quantum gate and entanglement between a "stationary" photonic qubit and a flying optical state via a giant cross Kerr nonlinear effect
基于离散变量和连续变量的混合协议的量子信息处理由于其在可扩展量子计算机和远程量子网络中的应用前景而受到广泛关注。通过在两个腔之间引入一个巨大的交叉克尔非线性效应，我们提出了一个在静止的离散光子比特和飞行的光子态之间实现高保真度的混合量子门和量子纠缠的一般方案.有趣的是，我们的协议可以用来进行一个受控的Z量子门之间的一个静态的微波光子存储在一个缓慢衰减的微波腔和一个飞行的光学光子，从而使远程超导量子线路的量子网络。
2016-10-11 quant-ph
Certifying the presence of a photonic qubit by splitting it in two
我们提出了一种光子量子位预认证的实现，它执行检测飞行光子的存在而不破坏其量子位状态的微妙任务，允许丢失敏感的量子密码学和非定域性测试，即使在长距离。通过将入射的单光子通过参数下转换一分为二，我们预示着光子的到来，从一个独立的光子源，同时保持其量子信息高达$92.3\pm0.6$ %的保真度。随着探测器暗计数的减少，预认证将立即用于量子通信。
2016-03-01 quant-ph
Controllably releasing long-lived quantum memory for photonic polarization qubit into multiple separate photonic channels
我们报告了一个实验，其中长寿命的光子偏振量子比特（PPQ）的量子存储器可控地释放到多个单独的通道中的任何一个。该方案利用单光子水平上任意偏振的相干信号光脉冲实现多光子量子点，并利用电磁感应透明机制将其存储在冷原子中。读取激光脉冲沿着与量子轴成小角度的方向传播，以将存储的PPQ释放到输出通道中。通过改变读取激光束的传播方向，我们可控地将获取的PPQ分别释放到7个不同的光子输出通道中。在其中一个输出通道上，在存储时间t= 0.85ms时，测得的PPQ的最大量子过程保真度为94.2%。在存储时间为6 ms时，量子过程保真度仍然超过78%，这是违反贝尔不等式的阈值。所展示的所存储的PPQ的可控释放可以扩展量子信息存储技术的能力。
2016-06-07 quant-ph
Simple realization of a hybrid controlled-controlled-Z gate with photonic control qubits encoded via eigenstates of the photon-number parity operator
提出利用两个微波腔耦合超导四能级系统，仅需基本操作即可实现光子量子比特控制超导目标比特的高保真混合CCZ门，并可生成多种混合GHZ态。
2023-06-04 quant-ph
Cross-phase modulation of a probe stored in a waveguide for non-destructive detection of photonic qubits
光子量子比特的无损检测是实现量子信息处理和量子通信的一项重要技术。对于诸如量子中继器和网络之类的实际应用，期望以允许某种形式的复用以及与诸如固态量子存储器之类的其他组件的容易集成的方式来实现这样的检测。在这里，我们提出了一种非破坏性光子量子比特检测的方法，承诺具有所有提到的功能。在掺杂晶体的介导下，处于任意时间仓量子比特状态的信号光子调制在相互作用期间存储的强探测脉冲的相位。我们使用LiNbO $_3$中的掺铊波导，对宏观信号脉冲进行了原理验证实验，证明了预期的交叉相位调制以及保持时间模式之间相干性的能力。我们的发现为基于稀土离子掺杂晶体的量子光子学的新关键组件开辟了道路。
2015-10-05 quant-ph
Entanglement fidelity limits of photonically-networked atomic qubits from recoil and timing
本文针对光子联网原子量子比特远程纠缠中反冲与计时不平衡引发退相干、限制纠缠保真度的问题，分析相关效应的影响，提出可通过合理实验设计抑制甚至消除该类效应。
2025-11-18 quant-ph
Quantum Fourier transform on photonic qubits using cavity QED
本文提出了一种光子的量子傅里叶变换，其中单原子耦合腔系统介导了光子-光子相互作用。我们的协议利用时间延迟反馈的光子，不需要主动前馈控制。时间延迟反馈使单原子腔系统能够在任意数量的光子量子比特上实时实现量子傅里叶变换，而原子跃迁的快速调谐实现任意的受控相位门。我们分析了该协议的性能数值，并表明它可以实现量子傅里叶变换与几十个光子使用国家的最先进的腔量子电动力学。
2022-07-14 quant-ph
Quantum state transfer between a frequency-encoded photonic qubit and a quantum dot spin in a nanophotonic waveguide
我们提出了一个确定性的，但完全被动的计划，从一个频率编码的光子的量子态的量子点的自旋介导的纳米光子波导。我们通过研究所有相关实验缺陷对状态转移保真度的影响来评估状态转移的质量。我们表明，超过95%的传输保真度是可以实现的实验现实的参数。我们的工作为定制频率编码光子量子比特的确定性固态量子网络奠定了基础。
2022-03-07 quant-ph
Universal device for two-qubit entangled measurements via photonic quantum walks
本文提出利用九步光子量子行走实现两量子比特最优集体测量，并证明弃权（不执行）策略可从非理想态中恢复最优方向猜测，使猜测得分提升超过10倍。
2024-02-27 quant-ph
Efficient scheme for realizing a multiplex-controlled phase gate with photonic qubits in circuit quantum electrodynamics
基于电路量子电动力学（QED）理论，提出了一种利用多个光子量子比特同时控制一个目标光子量子比特实现多路控制相位门的有效方案。为了方便起见，我们将这种多量子比特门表示为MCP门。该门是通过使用两级耦合器耦合多个腔来实现的。这里的耦合器是一个超导量子比特。该方案很简单，因为门的实现仅需要\textit{one step}操作。此外，该方案是相当通用的，因为每个光子量子比特的两个逻辑状态可以用真空状态和任意非真空状态（例如，Fock态、Fock态的叠加、猫态或相干态等）。其与真空状态正交或准正交。该方案具有一些额外的优点：因为仅使用两级耦合器，即，不利用辅助能级，避免了来自耦合器的较高能级的退相干;门操作时间不依赖于量子比特的数量;并且由于不应用测量，所以确定性地实现门。作为一个例子，我们数值分析了基于电路QED的实验可行性，实现一个三量子比特MCP门与光子量子比特每个编码通过真空状态和猫状态。该方案可以应用于由多个微波或光腔耦合到一个二能级耦合器（如自然或人工原子）组成的广泛的物理系统中，以完成相同的任务。
2022-04-08 quant-ph
Measurement strategy for spatially encoded photonic qubits
我们提出了一种测量策略，它可以，概率，再现空间编码的光子量子比特的任何可观察的统计。它包括两个结果的积极运营商价值的措施，然后在一个固定的横向位置检测的实施，使检测系统的位移不必要的，不像以前的方法。这一策略推广了我们和同事最近证明的一个方案，仅限于测量赤道特征向量的观测量。这里提出的方法可以与当前的可编程多像素液晶显示器的技术来实现。此外，它可以直接扩展到高维量子比特，并可能是一个有价值的工具，在光学实现的量子信息协议的空间量子比特和量子比特。
2010-11-15 quant-ph
Synthesis and Analysis of Entangled Photonic Qubits in Spatial-Parity Space
我们提出了光子量子比特的新实施例，该光子量子比特利用单个光子的一个连续的空间自由度，并依赖于光子的横向空间分布的奇偶性。利用光学自发参量下转换产生光子对，我们证明了在这个新的空间中纠缠光子态的可控产生。具体地说，两个贝尔态及其叠加的连续谱是通过简单地操纵经典参数光泵空间宇称而产生的，而不是通过操纵纠缠光子本身。一个干涉仪设备，同构的偏振分束器的行动，项目的空间宇称状态到一个偶数-奇数的基础。这种光子量子比特的新物理实现可以作为未来量子信息处理实验的基础。
2007-08-22 quant-ph
Time-bin to Polarization Conversion of Ultrafast Photonic Qubits
量子信息在光子时间仓量子比特中的编码适合于长距离量子通信方案。在实践中，由于诸如检测器响应时间或共极化时间仓可以被切换的速度之类的技术约束，其他编码（例如极化）通常优选用于像状态检测这样的操作。在这里，我们提出了使用基于超快光学克尔快门的方法在偏振和时间仓编码之间进行量子比特转换，并在快门速度接近1 ps的情况下获得97%的效率和0.827+/-0.003的平均保真度。我们的演示描绘了混合和高速光量子网络的发展的基本要求。
2017-11-27 quant-ph
Proposal of a two-qubit quantum phase gate for quantum photonic integrated circuits
提出了一种基于光子脉冲从腔中的量子点反射的双量子比特量子相位门方案。根据量子点的状态，反射的光子获得有条件的相移。关键成分是通过电场对量子点能量的超快控制，这允许将激子和双激子连续调谐到与腔模式共振。门的完整动态模拟揭示了约0.9的保真度。所提出的方案使用位置编码，因此非常适合在集成光子量子处理器中实现。
2012-07-20 quant-ph
Frequency-encoded photonic qubits for scalable quantum information processing
大规模量子计算的目标之一是量子互连：一种使用光子来连接否则无法相互作用的量子位的设备。然而，目前的方法需要光子在频率上不可区分-对于经历不同局部环境或完全不同物理组成的系统来说，这是一个重大挑战。在这里，我们开发了一个全新的平台，实际上利用这种频率失配来处理量子信息。被称为“光谱线性光量子计算”（光谱LOQC），我们的协议提供了良好的线性缩放的光资源，并享有前所未有的并行度，作为一个任意的$N$ -量子比特量子门可以在多个$N$-量子比特集在同一线性光学设备并行执行。光谱LOQC不仅为光学互连提供了新的潜力;它还将无处不在的高速纤维光学技术应用于光子量子信息，使波长可配置且鲁棒的光量子系统触手可及。
2016-12-09 quant-ph
Atomic Quantum Memory for Photonic Qubits via Scattering in Cavity QED
研究了一种在腔QED中存储光子量子比特的原子量子存储方案。这是基于最近的观察，即在强耦合腔机制中，单光子脉冲与腔中的λ型原子之间的量子态交换在某些特定情况下是通过散射理想地实现的[T. W. Chen C.，马缨丹属K.法律，和PT。Leung，Phys.Rev.A69，063810（2004）]。我们推导出一个简单的公式来计算这种原子-光子交换对量子存储器的保真度。我们进一步提出了一种可行的方法，即使在原子-光子耦合不太强的情况下，也可以有条件地实现保真度几乎为1的量子存储操作。这种方法也可以应用于在空间分离的原子量子存储器中存储光子纠缠。
2005-06-26 quant-ph
Deterministic generation of a 20-qubit two-dimensional photonic cluster state
本文利用一对耦合超导transmon量子比特与公共波导，通过双量子比特门和受控光子发射交替，确定性产生二维微波光子簇态，并在多达20个光子量子比特上观测到可定位纠缠。
2024-09-10 quant-ph
Performance of a deterministic source of entangled photonic qubits
我们研究了Gheri等人最近提出的确定性产生偏振纠缠光子的方案中可能的限制和退相干的来源。M. Gheri等人，A58，R2627（1998）]，基于被捕获在光学腔中的适当驱动的单个原子。我们特别考虑了激光强度涨落、光子损失和原子运动的影响。
2000-09-11 quant-ph
Optimal approximate reversal of quantum operations on a single qubit
我们展示了如何从重新制定的量子隐形传态的问题转化为逆转量子操作之一，并设计最佳的完全正映射的隐形传态，可以使一个探索最佳的近似逆转的量子操作在一个单一的量子比特。特别是，我们表明，最佳的近似反转的广义去极化信道可以实现仅使用酉变换。我们还表明，对于一个量子信道，它揭示了一些信息的输入状态，极值完全正映射，而不是酉变换产生最佳的近似反转。
2002-10-10 quant-ph
Scalable one-way quantum computer using on-chip resonator qubits
我们提出了一个可扩展的和强大的架构，单向量子计算使用超导传输线谐振器耦合网络。在我们的协议中，量子信息被编码到谐振器的长寿命光子态中，其具有比通常的超导量子比特长得多的相干时间。每个谐振腔包含一个电荷量子比特，用于光子量子比特的状态初始化和局域投影测量。任何一对相邻的光子量子位通过介体电荷量子位耦合，并且可以通过将斯塔克移位的拉比脉冲施加到这些介体量子位来创建大的光子簇态。我们的架构的显着优势是，它结合了固态系统的良好的可扩展性和光子量子比特的长相干时间。此外，该架构对于参数变化非常鲁棒。
2011-11-11 quant-ph
Fiber-coupled broadband quantum memory for polarization-encoded photonic qubits
该研究提出一种光纤耦合环路-开关量子存储平台，测得约54%的直通效率及按0.5^(N+1)缩放的存储效率，验证了不同存储周期下超宽带偏振光子量子比特的高保真存储，为量子网络提供低损耗存储方案。
2025-05-15 quant-ph
