A Pure and indistinguishable single-photon source at telecommunication wavelength
按需单光子源在电信波长处发射纯的和不可区分的光子，是部署基于光纤的量子网络的关键资产。事实上，单光子可以作为飞行量子比特，允许长距离的量子信息通信。嵌入GaAs中的自组装InAs量子点构成了高质量单光子的优良的几乎确定性源，但是绝大多数源在900-950 nm波长范围内工作，排除了它们在量子网络中的采用。在这里，我们提出了一种量子频率转换方案，用于将单光子从量子点转换到电信C波段，大约1550 nm，实现40.8%的端到端效率，同时保持高纯度和高程度的不可分辨性在转换过程中与测量值的$g^{(2)}(0)=2.4\%$和$V^{\text{corr}}=94.8\%$，分别。
2022-01-07 quant-ph
Approaches for a quantum memory at telecommunication wavelengths
我们报道了利用掺铒离子在固体中存储和恢复电信波长的弱相干态光的实验。我们使用基于双光子回波的量子存储协议。第一种是基于可控可逆非均匀加宽（CRIB）。它允许通过线性斯塔克效应，利用外部电场控制集体原子相干性，按需恢复光。我们研究了处于激发态的原子如何影响CRIB存储器的信噪比。此外，我们展示了如何CRIB可以用来修改检索的光脉冲的时间宽度。第二个协议是基于原子频率梳（AFC）。使用该协议，我们还验证了可逆映射是相位保持通过与本地振荡器进行干涉实验。这些测量是朝着电信波长的固态量子存储器迈出的一步。我们还对可能的改进进行了展望。
2010-10-26 quant-ph
Spatial and spectral characterization of photon pairs at telecommunication-wavelength from type-0 spontaneous parametric down-conversion
针对通信波长下纠缠光子源表征困难的问题，对0型自发参量下转换源的光子对进行空间与光谱表征，实验验证晶体温度可调控光子特性，为其在量子通信复用方案中的优化应用奠定基础。
2022-08-31 quant-ph
Negative Wigner function at telecommunication wavelength from homodyne detection
具有负值的维格纳函数的光的量子态代表量子通信和量子信息处理中的关键资源。在这里，我们提出了在1550 nm的电信波长的产生这样的状态。这种状态是通过从弱压缩真空态中减去光子而产生的，并通过单光子计数器的“点击”来预示。平衡零差探测被应用于重建维格纳函数，也产生状态的光子数分布。预告光子被上变频到532 nm，以允许使用室温（硅）雪崩光电二极管。维格纳函数在相空间的原点处读取W（0，0）=-0.063 +/- 0.004，这证明具有大于15个标准偏差的负性。
2017-03-08 quant-ph
High-fidelity conversion of photonic quantum information to telecommunication wavelength with superconducting single-photon detectors
我们实验证明了一个高保真的可见光到电信波长转换的光子通过使用基于固态的差频产生。在实验中，在780 nm处的皮秒可见纠缠光子对的一半被转换为1522 nm的光子，导致在780 nm和1522 nm之间的纠缠光子对。使用超导单光子探测器与低暗计数率和小的定时抖动，我们有选择地观察到定义良好的时间模式包含两个光子。波长转换后，我们获得了$0.93 \pm 0.04$的保真度，表明我们的基于固态的方案可以用于对由各种介质组成的量子存储器发射的可见光子进行忠实的频率下转换。
2012-07-06 quant-ph
Fast quantum dot single photon source triggered at telecommunications wavelength
我们演示了一个量子点单光子源在900 nm触发在300 MHz的连续波电信波长的激光器，然后由电光调制器。该量子点由芯片上产生的二次谐波辐射激发，通过围绕InAs量子点的GaAs光子晶体腔共振增强。我们的研究结果表明，一个路径的实现与波长兼容的速度超过1 GHz的量子点单光子源。
2010-12-20 physics.optics quant-ph
Quantum frequency conversion of quantum memory compatible photons to telecommunication wavelengths
我们报告了一个实验，演示了与原子量子存储器兼容的弱光脉冲到电信波长的量子频率转换。我们利用PPLN非线性波导实现了波长从780 nm到1552 nm的单光子弱相干态的转换，转换时间为30 ns。我们测量的最大波导内部（外部）转换效率η_int = 0.41（η_ext = 0.25），我们表明，信噪比（SNR）是足够好的，以减少输入光子数低于1。此外，我们表明，晶体中的泵浦光产生的噪声是成比例的设备的光谱带宽，这表明更窄的过滤可以显着增加信噪比。最后，我们证明了量子频率转换器可以通过转换时间仓量子比特并测量转换后的量子比特保真度来工作在量子机制中。
2013-08-05 quant-ph
Towards a quantum interface between telecommunication and UV wavelengths: design and classical performance
我们提出并表征了通信波长（1311 nm）和Yb-偶极跃迁（369.5 nm）之间的量子接口基于PPKTP波导中的二阶和频过程。使用经典明亮的光示出了高于5%（10%）的外部（内部）转换效率。
2016-01-25 physics.optics quant-ph
Quantum key distribution system in standard telecommunications fiber using a short wavelength single-photon source
使用单光子源在标准电信光纤中在2 km的距离上在概念验证试验台中进行量子密钥分发的原理的演示。单光子源是在895 nm波长下发射的微腔中的光泵浦量子点。在一系列不同的光激发功率下对量子密钥分发参数进行了表征。研究了改变量子点微腔的光激发功率对系统量子比特误码率和密钥交换率的影响。
2010-04-27 quant-ph
Extracting an entangled photon pair from collectively decohered pairs at a telecommunication wavelength
实验证明了利用通信波段的光子进行光纤量子通信的纠缠提取方案。利用自发参量下转换产生了780 nm和1551 nm的两对非简并偏振纠缠光子，并通过一个集体相位阻尼通道对这两个1551 nm的光子进行了分配，使两个光子产生相同的随机相移.通过局域操作和经典通信，我们从两个相位扰动光子对中提取出一个纠缠光子对。观察到的提取的光子对的最大纠缠光子对的保真度为0.73 $\pm$ 0.07，这清楚地示出了纠缠的恢复。
2015-03-10 quant-ph
Multimode Squeezed State for Reconfigurable Quantum Networks at Telecommunication Wavelengths
ICFO - Instituto de Ciencias Fotonicas, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究所）；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, ENS-Université PSL, CNRS, Collège de France（卡斯勒布罗塞尔实验室，索邦大学，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，法兰西公学院）；Sorbonne Université, LIP6, CNRS（索邦大学，LIP6实验室，法国国家科学研究中心）
本研究提出了一种在电信波长下产生多模式压缩态的实验源，实现了多方纠缠和可重构性，为可扩展的连续变量量子信息协议奠定基础。
2024-02-02 quant-ph
Spectrally pure states at telecommunications wavelengths from periodically poled $M$TiO$X$O$_4$ ($M$ = K, Rb, Cs; $X$ = P, As) crystals
在群速度匹配（GVM）非线性晶体中产生光谱纯态的研究最近取得了重大的成功。然而，GVM条件只能在有限种类的晶体和有限的波长下实现。在这里，我们研究了PPKTP晶体的同构中的纯态产生：即，周期性极化的RTP、KTA、RTA和CTA晶体。通过数值模拟，我们发现KTP系列晶体可以产生高光谱纯度（大于0.8）、宽调谐范围（大于400 nm）的纯光子，在1300 ~ 2100 nm波长范围内具有合理的非线性。还发现PPCTA晶体在1506 nm处可达到0.97的纯度。该研究为电信波段的量子态工程提供了更多更好的选择。
2016-12-30 quant-ph
Multi-channel SNSPD system with high detection efficiency at telecommunication wavelength
我们开发了一个基于Gifford-McMahon制冷机的四通道超导纳米线单光子探测器系统。所有通道在1550 nm波长下显示出高于16%的系统检测效率（在100 Hz暗计数率下），并且最佳通道在1550 nm和1310 nm波长下分别显示出21%和30%的系统DE。
2010-04-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Picosecond Pulsed Squeezing in Thin-Film Lithium Niobate Strip-Loaded Waveguides at Telecommunication Wavelengths
在一个具有集成度和稳定性的平台上实现高水平的脉冲压缩是连续变量量子信息处理的关键要求。通常，高度压缩的状态是用窄带光学腔和块状晶体实现的，限制了可扩展性。利用集成光学器件中的单通参量下转换，我们演示了皮秒脉冲在薄膜掺锂条形加载波导中的正交压缩。对于小于0.3 W的片上峰值功率，我们测量到高达-0.33 $\pm$ 0.07 dB的压缩，推断片上值为-1.7 $\pm$ 0.4 dB。这项工作突出了带加载波导平台的宽带压缩应用和光子量子技术的发展的潜力。
2022-04-12 quant-ph
Multifunctional on-chip storage at telecommunication wavelength for quantum networks
量子网络将使各种应用成为可能，从安全通信和精确测量到分布式量子计算。存储光子量子比特并控制其频率、带宽和恢复时间是未来光量子网络的重要功能。在这里，我们证明了这些功能使用的铒离子在硅酸钇的合奏耦合到硅光子谐振器，并通过片上电极控制。在电信C波段的光存储，操纵和检索使用动态原子频率梳协议控制的离子系综的跃迁频率的线性DC斯塔克位移。我们演示了存储器时间控制在一个数字的方式在50纳秒的增量，频率偏移超过一个脉冲宽度（$\pm39$ MHz），和带宽增加了三个因素，从6 MHz到18 MHz。使用片上电极，在5 V的低施加偏压下实现高达3 kV/cm的电场，使其成为稀土离子的吸引人的平台，其经历10 kHz/（V/cm）量级的斯塔克位移。
2020-08-25 quant-ph
Certifying position-momentum entanglement at telecommunication wavelengths
成功利用高维量子相关性及其在电信基础设施中的集成对于提高鲁棒性和密钥生成速率的尖端量子技术至关重要。光子对的位置-动量Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）纠缠是研究这种高维量子关联的一个很有前途的方法。在这里，我们实验证明自发参量下转换（SPDC）产生的光子对的EPR相关的非线性晶体与0型相位匹配在电信波长的第一次。为了实验观察EPR纠缠，我们在信号和空闲模式的近场和远场平面上进行扫描测量。我们证明EPR相关性具有高达45个标准差的统计显著性。此外，我们确定我们的源形成的纠缠大于1，表明维度大于2。在1550 nm左右的电信波长下工作，我们的源与当今部署的电信基础设施兼容，从而为将高维纠缠源集成到量子通信基础设施中铺平了道路。
2022-01-10 physics.optics quant-ph
Near-Infrared and Telecommunication-Wavelength Photon-Pair Source in Optical Fiber
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Illinois Quantum Information Science & Technology Center (IQUIST)（伊利诺伊量子信息与科技中心）；Cornell University（康奈尔大学）
基于光纤实现的光子对源，可在电信和近红外波长产生高非简并配对光子，适用于量子网络应用。
2026-02-16 physics.optics quant-ph
Generation of multi-photon Fock states at telecommunication wavelength using picosecond pulsed light
本文首次在电信波长C波段利用皮秒脉冲光生成多光子Fock态，并通过相干解调成像技术验证其Wigner负性。
2024-05-14 quant-ph
Spectrally pure single photons at telecommunications wavelengths using commercial birefringent optical fiber
本文报道了一种基于商用双折射光纤中交叉偏振四波混频的可调谐光通信O波段单光子源。该震源的纯度可达85%，预报效率可达30%，符合率可达108。此外，还探讨了构建多个相同源的可能性。通过联合光谱强度的测量，我们发现，光纤是均匀的至少45厘米，并可能实现4个相同的源。这为实现多光子量子光学实验的具有成本效益的光纤方法铺平了道路。
2019-07-11 physics.optics quant-ph
Quantum telecommunication based on atomic cascade transitions
提出了一种具有长寿命原子存储的通信波长量子中继器，并利用冷原子系综对它的关键元件进行了实验验证。通过原子级联发射，产生1530 nm和780 nm光子的纠缠对。前者是长距离量子通信的理想选择，后者自然适合映射到长寿命的原子存储器。加上我们之前演示的光子到原子量子比特转换，拟议的电信量子中继器的两个基本要素现在都已经实现。
2006-01-10 quant-ph
Nanophotonic quantum storage at telecommunications wavelength
光的量子存储器是未来长距离量子网络的重要组成部分。我们提出了在单光子水平上的通信波段光的芯片上的量子存储在原硅酸钇光子晶体纳米梁谐振器中的铒-167离子系综。在380 mT的磁场下，在稀释冰箱中使用全光学原子频率梳协议证明了高达10 $μ$ s的存储时间。我们展示了这种量子存储平台具有高带宽，高保真度和多模容量，并概述了一条通往高效的铒-167量子光存储器的道路。
2019-04-17 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Liquid-nitrogen cooled, free-running single-photon sensitive detector at telecommunication wavelengths
在单光子和少光子水平上的光特性测量在许多量子光学应用中起着关键作用。通常，光电探测之前，量子光在光纤中长距离传输，其低损耗窗口接近1550 nm。然而，通过雪崩光电探测器探测电信波长的光子态一直面临着严重的限制。直到最近，电信频带中的第一个自由运行检测器技术的演示已经提高了使信号与检测器同步的需求。此外，需要适度的冷却来获得这些探测器的单光子灵敏度。在这里，我们实现了液氮冷却的负反馈雪崩二极管（NFAD）在电信波长，并调查这种高度灵活的，自由运行的单光子敏感探测器的属性。我们实现的冷却提供了大范围的稳定工作温度，并且比以前使用的相对笨重的商用冰箱具有优势。我们确定了最适合单光子灵敏探测的NFAD工作参数区域，使我们的探测器能够直接插入真正的光子计数任务。
2015-02-10 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Non-Gaussian quantum state generation by multi-photon subtraction at the telecommunication wavelength
本文在1545.32 nm电信波长波段利用多光子扣除技术，在8 ps短波包上生成了非高斯量子态，并观察到Wigner函数负值，为高速光量子计算提供了关键技术。
2023-01-24 physics.optics quant-ph
A high-resolution molecular spin-photon interface at telecommunications wavelengths
本文提出一种有机铒自旋量子比特，利用窄光学和自旋跃迁耦合，在电信波长下实现高分辨率自旋访问，并演示了光学自旋极化和读出，为可扩展集成分子量子技术开辟路径。
2025-05-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-birefringence direct UV-written waveguides for heralded single-photon sources at telecommunication wavelengths
直接UV写入波导在硅基二氧化硅中制造，双折射率为$(4.9 \pm 0.2) \times 10^{-4}$，远大于先前在该平台中报道的。我们表明，这些波导是适合于产生预示单光子在电信波长的自发四波混频。在1060 nm处的脉冲泵浦场在1550 nm和800 nm附近以高度失谐、光谱不相关的模式产生光子对。波导到光纤的耦合效率为78-91%，实现了所有领域。使用火焰水解沉积工艺通过$\mathrm{GeCl_4}$和$\mathrm{BCl_3}$的掺杂剂浓度来控制波导双折射。该技术为光子量子实验提供了硅基硅集成组件的可扩展性。
2018-05-30 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Quantum repeaters with individual rare-earth ions at telecommunication wavelengths
我们提出了一个量子中继方案，是基于个别铒和铕离子。铒离子是有吸引力的，因为它们在电信波长发射光子，而铕离子提供特殊的自旋相干性，用于长期存储。遥远的铒离子之间的纠缠是由光子探测产生的。正如最近所证明的，每个铒离子的光子发射率被具有高Purcell因子的微腔增强。然后，纠缠转移到附近的铕离子中进行存储。使用动态控制的电偶极耦合进行附近离子之间的栅极操作。这些门操作允许采用纠缠交换，以延长纠缠分布的距离。门操作的确定性特征允许与基于原子系综的协议相比改进的纠缠分发速率。我们还提出了一种方法，利用多路复用，以提高纠缠分布率。
2018-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph quant-ph
Metropolitan quantum key distribution using a GaN-based room-temperature telecommunication single-photon source
本研究利用基于GaN薄膜点缺陷的室温电信波长单光子源，在33 km光纤盘和30 km城域光纤上成功演示了BB84及参考系无关QKD协议，拓宽了SPS在商业QKD中的应用前景。
2024-09-27 quant-ph
A chip-scale, telecommunications-band frequency conversion interface for quantum emitters
我们描述了一个芯片级，低噪声操作的频率转换接口，在常见的单光子发射器所需的波长设计。氮化硅波导中的四波混频布拉格散射被用于证明在980 nm和1550 nm波长区域之间的频率上转换和下转换，在低连续波输入泵浦功率（<50 mW）下，信号与背景水平>10并且转换效率约为-60 dB。有限元模拟和分步傅立叶方法表明，在现有的几何结构中，大约10 W的增加的输入功率（例如，由放大的纳秒脉冲产生）将导致> 25%的转换效率。最后，我们提出了波导设计，可用于连接较短波长（637 nm至852 nm）的量子发射器与1550 nm。
2013-09-06 physics.optics quant-ph
Cavity-enhanced single artificial atoms in silicon
固体中的人造原子是量子网络、可扩展的量子计算和传感的主要候选者，因为它们将长寿命的自旋与移动和鲁棒的光子量子比特相结合。在这些系统的核心自旋光子接口的中心要求是长的自旋相干时间和有效的自旋光子耦合在电信波长。硅中的人造原子具有独特的潜力，可以将硅中自旋的长相干时间与世界上最先进的微电子和光子平台中的电信波长光子相结合。然而，目前的一个瓶颈是人造原子的自然弱发射率。一个开放的挑战是通过耦合到光学腔来增强这种相互作用。在这里，我们展示了腔增强的单个人工原子在硅的电信波长。我们通过逆向设计优化了光子晶体谐振腔，并在通信O波段实现了单G中心的可控腔耦合。我们的研究结果说明了在电信波长的硅中实现确定性自旋光子界面的潜力，为可扩展的量子信息处理铺平了道路。
2023-02-20 physics.optics quant-ph
Quantum entanglement distribution with 810 nm photons through active telecommunication fibers
本文研究了用于量子密钥分发（QKD）的偏振纠缠光子沿有源光纤的分布。由Sagnac干涉仪光源产生的810 nm波长的纠缠光子对被耦合到标准通信单模光纤中。这些光纤要么是暗的，要么是从常规媒体转换器设备传输标称速度为1 GBps的标准化1550 nm以太网信号（1000 BASE-ZX），对传输的光功率或频谱没有任何要求。我们的系统展示了一个覆盖6公里距离的QKD网络，其中有一个用于经典和量子数据的中央服务提供商。
2011-09-21 quant-ph
Single-photon addition to multimode quantum fields at telecom wavelengths using lithium niobate and its doped variants
School of Quantum Technology, Defence Institute of Advanced Technology（国防先进技术研究院量子技术学院）；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-PSL Research University, Collège de France（卡斯勒·布罗塞尔实验室，索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎文理研究大学，法兰西学院）
本研究通过理论分析和数值模拟，探讨了在电信波长下使用铌酸锂及其掺杂晶体对多模量子场进行单光子加法，确定了最佳实验条件和相位匹配参数，为非高斯量子态工程提供了平台。
2026-10-09 quant-ph
High quality entanglement distribution through telecommunication fiber using near-infrared non-degenerate photon pairs
对于实际的量子通信，必须考虑整个系统（源、量子信道和探测器）的效率。在许多城市环境中，电信光纤形式的量子信道（符合ITU G.652D标准）是可用的，但是在该范围内的检测器通常具有低效率。我们调查的可能性，校园型通信，纠缠光子准备在近红外范围（NIR）可以成功地传输，同时保持偏振纠缠。我们演示了波长在810 nm附近的简并和非简并纠缠光子对通过标准通信光纤的分布。这项技术得益于NIR单光子探测器的高效率和810 nm左右成熟的设置设计。在这项工作中，我们获得了高质量的纠缠（基于原始数据的可见性为94.8%）后的总距离为12公里，对应于约-36 dB的光纤诱导损耗。
2022-09-09 quant-ph
A Short Wavelength GigaHertz Clocked Fiber-Optic Quantum Key Distribution System
已经开发了一种使用标准电信光纤的量子密钥分发系统，该系统能够以大于1GHz的时钟速率工作。量子密钥分发系统实现B 92协议的偏振编码版本。该系统采用发射波长为850 nm的垂直腔面发射激光器作为弱相干光源，硅单光子雪崩二极管作为单光子探测器。发射波长为1.3微米的分布式反馈激光器和线性增益锗雪崩光电二极管用于在标准电信光纤上光学同步单个光子。该量子密钥分发系统表现出1.4%的量子比特错误率，并且对于4.2公里的传输范围，估计净比特率大于每秒100，000比特。对于10公里的光纤范围，量子误码率为2.1%，估计净比特率大于每秒7,000比特。
2006-05-26 quant-ph
Distributing Polarization Entangled Photon Pairs with High Rate over Long Distance through Standard Telecommunication Fiber
长距离纠缠分布对于许多量子通信方案是必不可少的，如量子隐形传态、量子密钥分发的某些变体或量子互联网的实现。通过标准电信光纤分发纠缠对于在大城市距离上具有低脆弱性的量子密钥分发协议特别重要。然而，迄今为止，通过光纤的长距离纠缠分配只能在中等的光子对速率下实现。在这项工作中，我们提出了超过50公里的标准通信光纤的纠缠分布，对速率超过10，000秒$^{-1}$使用明亮的非简并光子对源。该光源的信号和空闲波长分别针对光纤中的低色散和单光子雪崩二极管探测器的高效率进行了优化。由此产生的适度的硬件要求和高速率的检测到的纠缠光子对可以显着提高实际的基于纠缠的量子密钥分发在现有的城域光纤网络。
2022-04-22 quant-ph
A two-way photonic interface for linking Sr+ transition at 422 nm to the telecommunications C-band
我们报道了一个单级双向接口，能够连接Sr+囚禁离子量子比特在一个长距离的量子网络。我们的接口在422 nm的Sr+发射波长和电信C波段之间转换光子，以实现光纤上的低损耗传输。我们已经实现了在单光子水平上的上转换和下转换，效率分别为9.4%和1.1%。此外，我们还证明了噪声水平足够低，可以在未来进行真正的量子操作。
2018-10-15 quant-ph
Quantum Emitters at Telecommunication Wavelengths based on Carbon Defects in Transition Metal Dichalcogenides
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Mahidol University（马希托大学）
本研究通过利用过渡金属二硫化物双层的间接带隙和点缺陷掺杂，克服了室温下量子发射体的光致发光淬灭问题，展示了碳掺杂的TMD双层作为电信波长量子发射体的潜力。
2026-05-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Non-classical two-photon interference between independent telecom light pulses converted by difference-frequency generation
实验研究了可见光波长转换后两光子间的HOM干涉。在实验中，我们利用自发参量下转换制备了一个预示的单光子，另一个光子来自780 nm的弱激光源。我们通过在极化的锂离子电池中使用差频产生将两个光子的波长转换为1522 nm的电信波长，然后观察光子之间的HOM干涉。观测到的可见度是$0.76\pm 0.12$，它清楚地显示了两个光子的非经典干涉。高可见光干涉是实现可见光光子发射源产生的光子的光纤量子通信的重要一步。
2013-04-01 quant-ph
Spectroscopy and Coherence of an Excited-State Transition in Tm$^{3+}$:YAlO$_3$ at Telecommunication Wavelength
University of Geneva（日内瓦大学）；Constructor University Bremen（不来梅构造大学）；Xanadu Quantum Technologies Inc.（仙杜量子技术有限公司）；QuTech（奎泰克）；Delft Technical University（代尔夫特理工大学）；Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学物理、天文学和信息学院物理研究所）；Q*Bird BV（Q*Bird有限公司）；Intel Corporation（英特尔公司）；Montana State University（蒙大拿州立大学）
研究铥掺杂钇铝石英晶体在1.5K附近1451.37nm激发态零声子线的光谱和相干特性，测量吸收谱、非均匀展宽及跃迁寿命，探讨二次塞曼效应和磁场下光谱空洞烧穿，发现最大4.75±0.07μs的光学相干时间，为量子技术应用提供可能。
2026-05-12 quant-ph
Two-step frequency conversion for connecting distant quantum memories by transmission through an optical fiber
远距离量子通信需要遥远的量子存储器之间的纠缠。为此，光子传输是连接遥远的记忆所必需的。在这里，我们首次开发了两步变频过程（从可见光波长到电信波长并返回），涉及使用独立的双频转换介质，其中目标量子存储器是金刚石中的氮空位中心（具有637.2nm的发射/吸收波长），并且实验地表征作用于来自衰减的CW激光器的光的该过程的性能。实现了约7%的总转换效率。测量了频率转换过程中产生的噪声，并估计了氮空位（NV）中心发射的单光子信号的信噪比。所开发的频率转换系统具有未来的应用，通过长光纤信道在电信波长的量子中继器网络的传输。
2018-05-01 quant-ph
Coherent frequency up-conversion of microwaves to the optical telecommunications band in an Er:YSO crystal
将量子态从微波光子转换为可见光子的能力对于混合系统方法进行量子信息处理是重要的。在本文中，我们报告了上转换的微波信号到光通信波段使用铒掺杂剂的硅酸钇晶体通过受激拉曼散射。使用3D铜环隙谐振器将微波施加到样品，并且耦合和信号光场是单通的。转换效率较低，与理论分析一致，但可以通过光学谐振器显着提高。
2015-06-19 physics.optics quant-ph
Wide-span and tunable-wavelength photon pairs around 1.55 μm from a silicon nanophotonic chip
利用一个由硅微环耦合而成的紧凑型光泵硅纳米光子芯片，我们产生了多对波长在1.55 μm附近的光子对。波长可调超过几个纳米，展示了在自由选择的双波段波长产生波分复用光子对的能力。
2013-04-17 physics.optics quant-ph
C-band single photons from a trapped ion via two-stage frequency conversion
基于光纤的量子网络需要电信波长的光子来连接长距离分离的量子比特。被捕获的离子是量子网络的主要候选者，具有高保真度的双量子比特门，长相干时间，以及容易发射与离子内部量子比特状态纠缠的光子的能力。然而，捕获的离子通常发射与电信光纤不兼容的波长的光子。在这里，我们展示了可见光光子的频率转换，从S-P偶极跃迁的被困的Ba+离子，到电信C波段发射。这些结果是实现长距离捕获离子量子互联网的重要一步。
2022-02-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Long distance quantum teleportation of qubits from photons at 1300 nm to photons at 1550 nm wavelength
以1300 nm波长光子编码的基本二维量子态（量子比特）被传送到1550 nm光子上。电信波长的使用使得能够利用标准光纤，并允许从一个实验室传送到55米远的一个实验室，通过2公里的光纤连接。量子隐形传态的保真度为81.2%。这足以证明量子隐形传态的原理，特别是纠缠的利用。这个实验是迈向量子中继器的第一步。
2003-01-31 quant-ph
A Waveguide Frequency Converter Connecting Rubidium Based Quantum Memories to the Telecom C-Band
相干地转换单个光子和纠缠光子的频率和时间波形的能力对于互连未来量子信息网络的各种元素将是至关重要的。在这种情况下，特别重要的是由能够存储量子信息的材料系统（所谓的量子存储器）发射的光子的量子频率转换。已经有显著的努力来实现量子频率转换，使用非线性晶体，具有来自宽带光子对源和固态发射器的非经典光。然而，到目前为止，固态量子频率转换还没有实现长寿命的光量子存储器。在这里，我们展示了一个超低噪声的固态光子量子接口，适用于连接基于原子系综的量子存储器的电信光纤网络。该接口基于集成波导非线性器件。作为原理的证明，我们将由基于铷的量子存储器发射的780nm处的预告单光子转换为1552nm的电信波长。我们证明了大量的非经典转换的光子和预示信号之间的相关性。
2014-02-12 quant-ph
Optical characterization of excited-state spin Hamiltonians and clock transitions at telecommunication wavelength in Tm3+:YAlO3
Department of Applied Physics, University of Geneva（日内瓦大学应用物理系）；PSI Center for Photon Science, Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所光子科学中心）；Laboratory for Solid State Physics and Quantum Center, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院固体物理与量子中心）；Institute of Physics, EPF Lausanne（洛桑联邦理工学院物理研究所）
本研究通过光谱烧孔技术表征Tm3+:YAlO3中激发态自旋哈密顿量，并预测特定磁场下的光学钟跃迁，以改善电信波段光学相干时间，助力单光子源和量子存储器应用。
2026-09-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Transduction of Telecommunications-band Single Photons from a Quantum Dot by Frequency Upconversion
将光的非经典状态从一个波长转换到另一个波长的能力是集成不同量子系统的一个要求，这些量子系统利用双折射带光子进行量子信息的光纤传输，并利用近可见的固定系统进行操纵和存储。此外，由于近红外探测的挑战，将1.3 μm的单光子源转换为可见光波长进行探测将是线性光量子计算的组成部分。最近，在单光子功率水平的转导已经通过频率上转换完成，但它还没有被证明是一个真正的单光子源。在这里，我们测量了半导体量子点在1.3 μm到710 nm的触发单光子发射，总探测（内转换）效率为21%（75%）。我们证明了710 nm信号保持了1.3 μm信号的量子特性，产生了光子反聚束二阶强度相关g^（2）（t），表明光场由g^（2）（0）= 0.165 < 0.5的单光子组成。
2011-08-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Interference with a Quantum Dot Single-Photon Source and a Laser at Telecom Wavelength
不同光源发射的光子的干涉是光子量子信息广泛应用的基本要求。这些应用中有许多是在量子通信中，需要在标准电信波长下运行，以最大限度地减少光子损失的影响，并与现有基础设施兼容。在这里，我们证明了第一次的量子干涉的电信波长的光子从InAs/GaAs量子点单光子源和激光器，朝着这样的应用程序的重要一步。结果与理论模型吻合良好，表明干涉光子具有高度的不可分辨性。
2015-07-10 quant-ph
Telecommunications-band heralded single photons from a silicon nanophotonic chip
我们展示了在CMOS兼容的硅纳米光子器件中预示的单光子产生。耦合谐振器光波导（CROW）提供的强模式约束和慢群速度在电信波长处产生了大的四波混频非线性系数γ_eff ~4100 W^-1 m^-1。利用1549.6 nm的简并泵浦光进行自发四波混频，产生了1529.5 nm和1570.5 nm的光子对，符合与偶然比超过20。对信号光子（1529.5 nm）进行光子相关测量，探测到闲频光子（1570.5 nm），结果显示出反聚束效应，g^（2）（0）= 0.19 \pm 0.03。在硅平台内的单光子源的演示为未来的集成量子光子电路带来了希望。
2012-01-12 physics.optics quant-ph
A microstructured fiber source of photon pairs at widely separated wavelengths
我们展示了一个源的光子对与广泛分离的波长，810 nm和1548 nm，通过自发的四波混频在微结构光纤中产生。测量了二阶自关联函数g^{（2）}（0），证实了由该光纤构成的预示单光子源的非经典性质。本文提出的微结构光纤具有产生光子对的有趣特性，所述光子对具有适合于能够将自由空间信道与光纤信道链接的量子中继器以及适合于高质量电信波长预示的单光子源的波长。它还具有直接耦合到光纤中的优点。这些原因使得这种光子对源对于长距离量子通信特别有趣。
2010-03-06 quant-ph
Optical Barium Ion Qubit
我们证明了一个光学单量子位的基础上，6S 1/2到5D 5/2四极跃迁的一个单一的Ba+离子的二极管为基础的激光操作。6S 1/2到5D 5/2四极跃迁的共振波长约为1762 nm，其适当地接近电信波长的U带。因此，这种量子位是使用现有电信网络实现量子中继器或量子网络的自然有吸引力的选择。我们观察到连续位翻转振荡的速率约为250 kHz，这是足够快的量子位操作相比，超过3毫秒的测量相干时间。我们还提出了一种技术来量化每个量子位非门操作的位翻转错误。
2016-11-30 physics.atom-ph quant-ph
Optical observation of single spins in silicon
全球量子互联网将需要大规模制造的长寿命电信波段光子物质接口。基于光子-物质界面的初步量子网络满足了这些需求的一个子集，这鼓励人们努力寻找新的高性能替代品。硅是商业规模固态量子技术的理想宿主。它已经是全球集成光子学和微电子行业的先进平台，也是创纪录的长寿命自旋量子比特的主机。尽管硅量子平台具有压倒性的潜力，但硅中可单独寻址的光子-自旋界面的光学检测仍然难以捉摸。在这项工作中，我们产生了数以万计的可单独寻址的“$T$中心”光子自旋量子比特的集成硅光子结构，并表征其自旋相关的能带光学跃迁。这些结果开启了构建硅集成的、双光子带量子信息网络的直接机会。
2021-03-13 quant-ph
Wave Function Engineering for Spectrally-Uncorrelated Biphotons in the Telecommunication Band based on a Machine-Learning Framework
不可分辨的单光子是从量子通信到光子量子计算的大量量子信息处理应用的关键成分。在宽光谱范围内产生不可区分的单光子的主流平台是基于通过非线性晶体中的自发参量下转换（SPDC）产生双光子。然而，SPDC双光子的纯度受到其光谱相关性的限制。在这里，我们提出了一个设计配方，机器学习框架的基础上，在很宽的光谱范围内的双光子联合光谱振幅的工程。通过定制KTiOPO $_4$（KTP）晶体的极化分布，我们用数值方法表明，在应用适度的8 nm滤光片后，在1310 nm、1550 nm和1600 nm波段可以分别实现99.22%、99.99%和99.82%的光谱纯度。因此，机器学习框架能够在整个电信波段上产生几乎不可区分的单光子，而无需求助于KTP晶体在1582 nm附近的群速度匹配波长窗口。
2019-04-26 physics.optics quant-ph
Limitations on the quantum non-Gaussian characteristic of Schrödinger kitten state generation
利用量子非高斯特征见证和Wigner函数，定量分析了输入态的实验缺陷、探测器特性及其相互作用对减光子压缩真空态的影响.薛定谔猫态的非经典性和量子非高斯特性的局限性被确定和解决。介绍并分析了光子数探测器对近红外（$\sim$ 860 nm）和通信波长（$\sim$ 1550 nm）奇薛定谔小猫态产生的不利影响。这个分析表明，在薛定谔小猫态产生实验中，双波长光子数探测器的高暗计数概率显著破坏了维格纳函数的负性。对于$\sim$ 1550 nm处的单光子减去压缩真空态，当考虑到诸如暗计数概率和低效率的缺陷时，基于APD的光子数分辨探测器与非光子数分辨探测器相比没有显著的优势。
2013-04-01 quant-ph
Heralded single excitation of atomic ensemble via solid-state-based telecom photon detection
具有物质量子系统的光子量子通信网络具有广泛的应用前景，如长距离量子密码和单向量子计算。在原子系综中，通过探测与原子激发态相关的通信波长光子来制备预报单激发态是一个重要的步骤。这样的系统已被证明与量子频率转换（QFC）电信波长采用Rb原子云。然而，有限的波长选择阻止了下一步。在这里，我们第一次展示了HSE与基于固态的QFC和电信波长的检测器，这将有一个很大的优势，成熟的电信技术的效用。我们明确地表明，所展示的HSE表示一个非经典统计的自相关函数的直接测量。
2016-07-06 quant-ph
