Nonclassical Phenomena in Multiphoton Interferometry: More Stringent Tests Against Local Realism
论文共分为三个部分。第一部分对Alley-Shih和Ou-Mandel的干涉实验以及纠缠交换实验进行了新的理论分析。它表明,双光子和单光子可分辨性是不必要的实验是真正的测试对本地现实主义。第二部分基于Hilbert空间的简单几何性质,导出了M个量子比特在最大纠缠态下的新的、更强的贝尔不等式。将同样的方法应用于两个最大纠缠的量子比特,得到了局部测量装置的所有可能位置的不等式。最后,导出了在对称无偏2N端口上观测到的M个最大纠缠量子态的Greenberger-Horne- Zeilinger佯谬序列.论文的最后一部分是贝尔定理的数值方法。在两个和三个最大纠缠量子比特的情况下,每个观察者执行多达10个(两个量子比特)和多达5个(三个量子比特)的本地测量,违反本地现实主义的必要和充分条件,示出。数值结果还表明,在两个最大纠缠量子态(3 < N < 9)的情况下,适当定义的破坏幅度随N的增加而增加。在这两种情况下,这种方法既不涉及任何简化或额外的假设,也不利用问题的任何对称性。
2000-12-10 quant-ph
Aberration cancellation in quantum interferometry
我们报告的第一个实验演示的偶数阶像差抵消量子干涉。这种效应是与光谱纠缠相关的光谱群速度色散抵消的空间对应物。这在时间干涉测量中通过多参量的空间-光谱纠缠得以体现。由自发参量下转换产生的空间纠缠光子,受到调制波前的可变形反射镜引入的空间像差的影响。我们发现,只有奇数阶空间像差影响量子干涉的质量。
2008-12-03 physics.optics quant-ph
Chirped-pulse interferometry with finite frequency correlations
啁啾脉冲干涉术是一种新的干涉测量技术,它综合了量子Hong-Ou-Mandel干涉仪的优点,同时又克服了使用纠缠光子的缺点。这两种干涉仪都可以表现出偶数阶色散抵消,即使在厚的光学样品中也可以进行高分辨率的光学延迟测量。在目前的工作中,我们表明,有限的频率相关啁啾脉冲干涉和Hong-Ou-Mandel干涉限制的程度的色散抵消。我们的研究结果是重要的考虑因素,在设计基于这些技术的实际设备。
2009-09-04 quant-ph
Odd- and even-order dispersion cancellation in quantum interferometry
我们描述了一种新的效果,涉及奇数阶色散抵消。我们证明了利用与频率相关的纠缠光子和一种新型的量子干涉仪可以在单个量子干涉图的不同区域获得奇阶和偶阶色散抵消。这为色散介质中的量子通信和计量提供了新的机会。
2009-02-17 physics.optics quant-ph
Spatial-Dispersion Cancellation in Quantum Interferometry
我们研究了以II型参量下转换为光源的量子符合干涉仪中物体引起的空间像差的消除。我们详细分析了取消发生的物理机制,并表明,像差取消只有当对象驻留在一个特定的平面内的设备。此外,我们表明,对于一个特殊的情况下的设备,它是可能的,以产生同时取消的偶数阶和奇数阶像差在这个平面上。
2009-11-02 physics.optics quant-ph
Nonclassical interferometry with intelligent light
研究了双模场态(分别为SU(2)和SU(1,1)群厄米生成元的智能态)对SU(2)和SU(1,1)干涉仪的相位灵敏度的影响。智能状态使不确定性关系最小化,这使得干涉仪中量子噪声的基本减少成为可能。精确的封闭表达式的最小可检测相移的雅可比多项式。这些表达式与一些传统的输入态的结果进行了比较,并回顾了压缩输入态的一些已知结果。结果表明,对于采用产生压缩的有源器件(如四波混频器)的干涉仪,其相位灵敏度应分两种情况分析:(i)固定输入状态和可变干涉仪;(ii)固定干涉仪和可变输入状态。相位灵敏度的行为在这两个区域中是本质上不同的。SU(2)智能态的使用使我们能够在不添加四波混频器的情况下实现$1/\bar{N}$阶的相位灵敏度(其中$\bar{N}$是通过干涉仪移相器的光子总数)。这避免了在压缩输入时出现的相位灵敏度行为中的对偶性。另一方面,SU(1,1)智能态在两个区域都具有$1/\bar{N}$阶的相位灵敏度。
1996-08-14 quant-ph
Classical dispersion-cancellation interferometry
偶阶色散抵消,以前确定的频率纠缠光子的效果,实验证明第一次与线性,经典的干涉仪。采用宽带激光器和高分辨率光谱仪相结合的方法测量了反相关光频之间的强度相关性。只有14%的相关性信号的加宽时,观察到显着的材料色散,足以扩大4250%的常规干涉图,被引入到一个臂的干涉仪。
2007-04-30 physics.optics quant-ph
Entangled states and collective nonclassical effects in two-atom systems
本文综述了两原子集体系统中纠缠和非经典效应的最新进展,并给出了许多预言现象的统一物理图象。集体效应使量子理论的一些最基本的特征,如光的非经典态和多原子系统的纠缠态,成为人们关注的焦点。纠缠态是系统内部态的线性叠加,不能分离成单个原子的产物态。这种性质被认为是完全的量子力学效应,并在许多关于量子测量性质的讨论中,特别是在量子通信的发展中,起着至关重要的作用。纠缠态的许多基本兴趣都与它的实际应用有关,从量子计算,信息处理,密码学和干涉测量到原子光谱学。
2003-02-11 quant-ph
Nonlocal Dispersion Cancellation for Three or More Photons
量子系统的纠缠可以产生各种非经典效应,这些效应在量子信息科学中具有实际应用。其中一个例子是非局域色散抵消,其中一个光子上的色散效应可以被远处的第二个光子所经历的色散抵消。本文将非局域色散抵消的分析扩展到三个或更多光子。我们发现三个或更多光子的能量-时间纠缠可以导致色散的完全或部分抵消,这取决于实验条件。这些结果对于在三个或更多节点的网络中实现量子密钥分发具有一定的参考价值。
2020-10-23 quant-ph
Hanbury Brown and Twiss interferometry of single phonons from an optomechanical resonator
纳米和微机械固态量子器件已成为人们关注的焦点。可靠地产生它们运动的非经典态对于解决宏观量子现象的基本问题和发展传感和转导领域的量子技术都是有意义的。我们利用量子光学控制技术,有条件地产生纳米机械谐振腔的单声子Fock态。我们进行了一个Hanbury Brown和Twiss型实验,验证了声子态的非经典性质,而不需要完整的状态重建。我们的结果建立了在单声子水平上的机械振荡器的纯光量子控制。
2018-05-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Classical Realization of Dispersion Cancellation by Time-Reversal Method
我们提出了一个经典的光学干涉方案,再现色散不敏感的洪-欧-曼德尔干涉图。干涉方案是从基于量子力学的时间反演对称性的系统方法导出的。该方案使用了一个时间反演版本的Hong-Ou-Mandel干涉仪与正交偏振输入激光脉冲对。我们实验证明自动色散抵消使用干涉。结果表明,该干涉仪可以获得高可见度的干涉图,具有较高的信号转换效率。
2014-07-09 physics.optics quant-ph
Enhanced resolution chirped-pulse interferometry
本文提出利用非线性啁啾激光脉冲将CPI分辨率提升至2倍以上,从而消除量子干涉仪在色散消除干涉测量中的优势。
2025-05-08 quant-ph
Nonlocal dispersion cancellation with phase-sensitive Gaussian-state light
Franson的非局部色散抵消范例[J. D. Franson,Phys.Rev.A { \bf 45,} 3126(1992)]使用两种具有相敏互相关的联合高斯态信号和参考光束进行了研究。第一个联合信号参考状态是非经典的,具有处于量子力学极限的相敏互相关。它模拟从连续波自发参量下转换获得的输出。第二个联合信号参考状态是经典的-它有一个适当的$P$表示-具有相位敏感的互相关,它处于经典物理学设定的极限。使用这些状态,我们表明,一个版本的弗兰森的非局域色散抵消配置具有基本相同的量子和经典的解释\em除了RM的对比度,这是高得多的量子情况下比它是在经典的情况下。这一工作与Franson最近的论文[J.D. Franson,arXiv:0907:5196 [quant-ph]],该论文断言,对于量子非局域色散抵消中的所有特征,都没有经典的解释。
2009-09-14 quant-ph
Quantum optical coherence tomography with dispersion cancellation
我们提出了一种新的技术,称为量子光学相干层析成像(QOCT),进行层析测量与色散取消的分辨率。该技术也可以用来提取介质的频率依赖的折射率。QOCT利用双光子干涉仪,其中扫描延迟允许追踪符合干涉图。该技术与经典的光学相干断层扫描(OCT)相似。然而,它利用了一个非经典的纠缠双光子光源,允许测量的深度大于那些通过OCT,这遭受样品分散的有害影响。除了色散抵消之外,QOCT还提供比OCT更高的灵敏度,以及对于相同的源带宽,分辨率提高2倍。使用理想化样本比较QOCT和OCT。
2001-11-26 quant-ph
Dispersion and fidelity in quantum interferometry
考虑了马赫-曾德尔干涉仪和洪欧-曼德尔干涉仪,研究了干涉仪内部色散对相位测量灵敏度的影响。我们详细研究了一些不同的单光子和双光子输入状态,包括Fock,双Fock,N 00 N状态,和光子对参数下转换。假设在干涉仪的一个臂中存在相移$ϕ_0$,我们计算作为$ϕ_0$的函数的测量结果的概率,然后计算$ϕ_0$和测量之间的Shannon互信息。这提供了一种定量比较各种输入状态的效用的手段,用于确定存在色散时的相位。此外,我们考虑了一个简化的参数下转换模型,其概率可以显式地计算分析,并作为一个限制的情况下,更现实的下转换模型。
2008-10-24 quant-ph
Quantum-inspired interferometry with chirped laser pulses
介绍并实现了一种基于啁啾飞秒激光脉冲和非线性光学的干涉测量技术。当两个干涉仪臂在光的相干长度内相等时,干涉表现为光束强度的高可见度(> 85%)相位不敏感的下降。这种特征在经典干涉测量中是独特的,但它是Hong-Ou-Mandel量子干涉的直接模拟。我们的技术展示了量子干涉仪的所有优点,但信号至少要大10^7倍。特别是,我们展示了增强的分辨率,对损失的鲁棒性,和自动分散取消。我们的干涉仪在精确的时间延迟测量和生物医学成像方面比以前的量子和经典技术具有显着的优势。
2008-04-24 quant-ph
Multipixel sub-shot noise phase measurement with classical light interferometry
我们证明了准确的相位测量从低光子水平的干涉数据使用的约束优化方法,考虑到预期的冗余在未知的相位函数。这种方法被证明具有显着的噪声优势,比传统的方法,如平衡的零差或相移,处理个别像素的干扰数据作为彼此独立的。我们的干涉实验比较的优化方法与传统的相移方法表明,当使用相同的光子资源,优化方法提供的相位恢复与更严格的误差条。特别地,针对低光子数数据(每像素10个光子)的优化方法的RMS相位误差性能示出了超过相移方法的$>$ 5倍噪声增益。在我们的实验中,激光光源用于照明,结果意味着相位测量的精度优于传统的基于单个像素的散粒噪声限制(SNL),假设独立的相位在各个像素。本文提出的约束优化方法不依赖于光源的性质,在使用非经典光源时,可以进一步提高相位检测的精度。
2014-12-10 quant-ph
Passive Synchronization of Nonlocal Franson Interferometry for Fiber-Based Quantum Networks Using Co-propagating Classical Clock Signals
National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家授时中心)
本研究通过在光纤中同时传播经典时钟信号和量子纠缠光子对,实现了非局域量子干涉的高可见度和皮秒级被动同步,为光纤量子网络提供了实用的同步方案。
2026-02-25 quant-ph
Quantum interferometry with three-dimensional geometry
相对于经典方法,量子干涉测量使用量子资源来改进相位估计。本文提出并理论研究了一种基于三维波导器件的量子干涉方案。这些可以通过飞秒激光波导写入来实现,最近被用于量子应用。特别是,多臂干涉仪包括“tritter”和“quarter”作为基本元件,分别对应于分束器到3端口和4端口分束器的概括。通过在这种干涉仪的输入端口中注入Fock态,可以预期具有非经典振子特征的条纹图案。这使得能够在相位估计中优于用经典场获得的量子费舍尔信息。我们还讨论了实现多个光学相位的同时估计的可能性。这种方法有望为在集成光子学中进行的量子增强传感和计量开辟新的前景。
2013-01-08 physics.optics quant-ph
Self-referenced nonlinear interferometry for chromatic dispersion sensing across multiple length scales
Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de physique de Nice(蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、尼斯物理研究所)
本文提出了一种自参考非线性干涉仪,用于多长度尺度的色散传感,通过级联二次过程实现高精度测量,无需外部参考或校准。
2025-12-16 physics.optics quant-ph