Generation and control of frequency dependent squeezing via EPR entanglement
干涉位移测量中的标准量子限（SQL）由于其量子反作用噪声而限制了测量精度。通过在测量系统中注入具有频率相关（FD）正交角的压缩真空态，可以在宽频带上超过这个极限。在这里，我们演示了利用Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）纠缠态产生FD压缩真空态。一旦检测到两个纠缠场，压缩态的频率依赖性可以通过有条件地过滤测量来调谐。一个稳定的控制方案的方法证明，可以在未来的引力波探测器，以提高他们的天文范围内实施。
2019-08-23 physics.optics quant-ph
10-Hertz quantum light source generation on the cesium D2 line using single photon modulation
量子光源的产生是克服标准量子极限的一种很有前途的精密测量技术。在这里，我们展示了实验产生的正交压缩共振铯D2线下降到10赫兹的第一次。在音频频带内的最大压缩为5.57dB。此外，我们还提出了一种单光子调制锁定来控制压缩角，同时有效地抑制了激光噪声对低频压缩的影响。整个系统稳定运行数小时。产生的低频量子光源可应用于音频及以下频段的量子精密测量、光与物质相互作用研究和量子存储。
2022-11-09 physics.optics quant-ph
Squeezing at the normal-mode splitting frequency of a nonlinear coupled cavity
本文首次在非线性耦合腔系统中实验演示了简正模式分裂频率处的压缩态产生，实现3.3 dB量子噪声降低，并分析了系统损耗机制，验证了其在引力波探测和精密传感中的应用潜力。
2025-05-06 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Phase-Dependent Squeezing in Dual-Comb Interferometry
本研究通过双梳干涉测量实验，观测到相位相关的Kerr孤子压缩现象，验证了量子噪声模型，为量子增强定时应用和高速量子态层析成像提供了新途径。
2025-06-23 physics.optics quant-ph
Performance of multiple filter-cavity schemes for frequency-dependent squeezing in gravitational-wave detectors
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
本文评估了多滤波谐振腔方案在引力波探测器中频率依赖压缩的性能，发现耦合谐振腔在抗退化方面优于双谐振腔，并提出了一种升级方案。
2025-10-05 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Quantum-enhanced absorption spectroscopy with bright squeezed frequency combs
吸收光谱法是一种广泛使用的技术，允许在低浓度下检测和表征气体种类。我们提出了一种传感策略相结合的优点，频率调制光谱与降低噪声属性可通过压缩的探针状态。零差检测方案允许在多个频率下同时测量吸收，并且对于吸收分布上的色散是鲁棒的。我们预测一个显着的增强的信噪比，指数缩放的压缩因子。超过标准量子极限的数量级改进是可能的，具有促进高精度气体感测的最先进的压缩水平。
2023-03-28 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Continuous-variable quantum teleportation with non-Gaussian entangled states generated via multiple-photon subtraction and addition
本文从理论上分析了双模压缩真空态（TMSV）通过多光子相减和多光子相加产生的非高斯纠缠态的EPR关联、正交压缩和连续变量量子隐形传态.结果表明，在对称操作的多光子相减TMSV中，对于任意压缩参数r，相应的EPR关联、双模压缩度、和压缩以及传送相干态或压缩真空态的保真度都得到增强，并且在低压缩区，这些增强随相减光子数的增加而增加，而非对称多光子相减通常将减少这些量。对于多光子附加的TMSV，虽然它具有更强的纠缠，但它的EPR关联、双模压缩、和压缩以及相干态的保真度总是小于TMSV。只有当考虑传送压缩真空态的情况时，对称光子的添加才能在一定程度上改善大压缩参数的保真度。此外，我们还解析地证明了单模多光子减的TMSV与单模多光子加的TMSV是等价的。而单模多光子操作对任意压缩参数r都将使上述四个量减小。
2015-07-01 physics.optics quant-ph
Long-range entanglement and quantum correlations in a multi-frequency comb system
MIT（麻省理工学院）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）
针对跨多频率梳量子光源制备的空白，本研究理论提出单闲频梳介导的级联三波混频机制，可生成覆盖紫外到中红外的宽谱梳间/梳内纠缠，经协方差矩阵优化可按需制备多模量子光，支撑多种宽带量子应用。
2025-11-17 physics.optics quant-ph
Frequency-Dependent Squeezing for Advanced LIGO
2015年激光干涉引力波天文台（LIGO）首次探测到引力波，开启了引力波天文学时代。对来自更微弱或更远物体的引力波信号的探索推动了技术进步，以实现更灵敏的探测器。自2019年以来，一种先进的技术，即光的压缩态注入，被用于提高高级LIGO探测器灵敏度的散粒噪声极限，频率高于$\sim 50$ Hz。低于该频率，以辐射压力引起的反射镜运动的形式的量子反作用降低了灵敏度。为了同时减少高频处的散粒噪声和低频处的量子辐射压力噪声，需要具有低光学损耗的量子噪声滤波器腔体来旋转作为频率的函数的压缩正交。本文报道了在一个16米长的滤波腔中，观测到了旋转频率为30 Hz的依赖于频率的压缩正交旋转。为这种频率依赖的压缩真空源开发了一种新的控制方案，这里给出的结果表明，低损耗滤波器腔可以实现下一个计划升级到Advanced LIGO（称为“A+”）所需的压缩正交旋转。"
2020-03-26 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Coexistence of thermal noise and squeezing in the intensity fluctuations of small laser diodes
激光的强度波动由光子数率方程推导出。在短时间的限制下，诸如典型半导体激光器二极管的小型激光器件的光子统计显示出甚至高于阈值的热特性。在由噪声的低频分量表示的长时间平均的限制下，相同的器件表现出压缩。结果表明，在激光二极管的多模输出光场中，压缩和热噪声可以共存。这一结果意味着规则泵浦半导体激光器二极管产生的压缩光与单模压缩光有本质的不同。特别地，使用这种类型的集体多模压缩不能产生光子之间的纠缠。
2000-06-29 physics.optics quant-ph
Broadband High-Level Squeezed Light using Waveguide Optical Parametric Amplifiers with External Dispersion Compensation
The University of Tokyo（东京大学）；NTT, Inc.（日本电报电话公司）；RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算中心）；OptQC Corp.（OptQC公司）
通过外部色散补偿抑制群速度色散引起的压缩轴旋转，在波导OPA中实现宽带压缩光测量，最大压缩5.9 dB，超过5 dB压缩带宽达4.5 THz，为超快连续变量量子信息处理提供关键步骤。
2026-06-17 physics.optics quant-ph
Broadband amplitude squeezing in electrically driven quantum dot lasers
本文研究电驱动量子点激光器在室温下实现宽带振幅压缩态，实验与随机模拟共同证实其在3–12 GHz频率范围内产生压缩光，为高速连续变量量子信息提供新途径。
2023-09-18 physics.optics quant-ph
Over-8-dB squeezed light generation by a broadband waveguide optical parametric amplifier toward fault-tolerant ultra-fast quantum computers
NTT Device Technology Labs, NTT Corporation（NTT设备技术实验室，NTT公司）；Department of Applied Physics, School of Engineering, The University of Tokyo（东京大学工学部应用物理系）；Optical Quantum Computing Research Team, RIKEN Center for Quantum Computing（理研量子计算中心光学量子计算研究团队）
通过改进测量装置，首次实现超过8dB压缩光生成，为超快量子计算机发展提供新可能。
2023-01-30 physics.optics quant-ph
Temporal SU(1,1) Interferometer with Broadband Squeezed Light Injection
本文研究了基于时间傅里叶变换系统并注入宽带压缩光的时间SU(1,1)干涉仪，发现缩放因子M和相位导数分别显著影响输出光谱的带宽与压缩度及引发线性频移效应，为时频域非经典场控制开辟新途径。
2025-05-31 physics.optics quant-ph
Observation of squeezed light in the 2 $\mathrm{μm}$ region
我们提出了在2 $\mathrm{μm}$波长范围内压缩光的产生和检测。这个实验是实现量子降噪技术的关键一步，这将是未来几代引力波探测器所需要的。在双谐振腔中，利用简并光学参量振荡从极化的磷酸钛氧钾晶体产生压缩真空。实验中使用了频率稳定的1984 nm铥光纤激光器，并使用扩展InGaAs光电二极管的平衡零差检测来检测压缩。我们已经测量了$4.0 \pm 0.1$ dB的压缩和$10.5 \pm 0.5$ dB的反压缩相对于在音频频带中的散粒噪声水平，由光电二极管量子效率的限制。在考虑了已知的损耗和相位噪声之后，直接在光学参量振荡器之后推断的压缩水平为10.7 dB。
2018-05-30 physics.ins-det physics.optics
Experimental investigation of the effect of dispersion on squeezing generation in a synchronously pumped optical parametric oscillator
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie – CNR（光子与纳米技术研究所-国家研究委员会）
本文通过实验研究同步泵浦光学参量振荡器中色散对压缩生成的影响，发现色散变化不影响压缩水平，并提出基于光谱滤波的建模方法。
2026-02-26 physics.optics quant-ph
Highly squeezed nanophotonic quantum microcombs with broadband frequency tunability
本文提出一种基于低于阈值光学参量放大器的强过耦合氮化硅纳米光子压缩器，实现5.6 dB压缩并揭示16个qumode的量子频率梳，同时展示宽带频谱调谐，为芯片级量子传感与连续变量量子信息处理提供可扩展路径。
2025-05-06 physics.optics quant-ph
Broadband energy squeezing and tunneling based on unidirectional modes
能量压缩因其在电磁能量收集和光通信中的潜在应用而受到广泛关注。然而，由于法布里-珀罗共振的存在，只能对离散频率的电磁波进行压缩，而且以往的能量压缩器件对材料或几何形状都有严格的要求。我们注意到，在一些作品中报道的填充有ε近零（ENZ）介质的结构可以挤压和隧穿频率（例如等离子体频率）的电磁波。然而，群速度通常接近于零，这意味着很少的EM信息穿过结构。本文研究了微波波段YIG基单向波导中基于单向模的低损耗能量压缩和隧穿效应。根据我们的理论分析和模拟使用有限元方法，实现了宽带EST和EM EST观察，即使是极端弯曲的结构。此外，在一个实际的三维剩磁单向波导中也实现了类似的电磁EST。基于单向模的EST为超亚波长电磁聚焦、增强型非线性光学以及相位调制器等集成光路中的众多功能器件的设计铺平了道路。
2021-07-14 physics.app-ph physics.optics
Squeezed-light enhancement and backaction evasion in a high sensitivity optically pumped magnetometer
研究了光偏振压缩效应对灵敏的量子噪声限制光泵磁强计性能的影响。我们利用Bell-Bloom（BB）光抽运来激发含$8.2 \cdot 10^{12} \mathrm{atoms/cm^3}$的$^{87}$ Rb蒸气，并利用法拉第旋转来探测自旋进动。亚$\mathrm{pT}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$灵敏度受到低（高）频率下的自旋投影噪声（光子散粒噪声）的限制。探针偏振压缩既提高了高频灵敏度，又增加了测量带宽，在任何频率都没有灵敏度的损失，直接证明了测量反作用噪声的规避。我们提供了一个模型的BB磁强计的量子噪声动力学，包括自旋投影噪声，探针极化噪声，和测量反作用的影响。该理论表明如何偏振压缩减少光学噪声，而测量反作用，由于伴随的椭圆反压缩分流到不可测量的自旋分量。该方法与高密度和多通道技术兼容，可达到极高的灵敏度。
2021-11-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Realistic Filter Cavities for Advanced Gravitational Wave Detectors
全球正在进行的探测引力波的努力继续推动精确测量的极限，同时旨在为理解天体物理学和基础物理学提供新的工具。光的压缩态提供了一种经证实的提高引力波探测器灵敏度的方法，有可能将天体物理源的探测率提高一个数量级以上。由于辐射压噪声在先进探测器中起着重要的作用，因此需要依赖于频率的压缩。在本文中，我们提出了一个实用的方法来产生频率相关的压缩先进LIGO和类似的干涉引力波探测器。
2013-05-07 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
