Nonlocal Cancellation of Optical Rotations in Fructose Solutions
National Tsing Hua University(国立清华大学)
本研究利用偏振纠缠光子在果糖溶液中观察到非局域光学旋转的抵消与加法,并展示了通过纠缠测量远程探测光学活性的潜力。
2025-12-14 quant-ph
The Impact of Photon Entanglement on Local and Nonlocal Dispersion Cancellation
最近,可以通过操纵基于\c{hi}(2)的II型SPDC过程之后的泵浦波长来实现在自发参量下转换过程(SPDC)期间产生的光子对的纠缠的工程[1]。本文利用这种效应从理论上证明了局域和非局域探测中的非经典色散抵消现象。对于局域探测,如果使用窄泵浦光(高纠缠光子),色散展宽抵消直接取决于纠缠度。纠缠度越高,补偿越多。结果表明,随着泵浦光半高宽的增加,纠缠度对展宽的影响减小,当泵浦光半高宽为4nm时,纠缠度对展宽没有影响。因此,色散展宽仅取决于产生的光子对和泵浦之间的时间走离。II)对于非局域探测,当且仅当所产生的成对光子以相同的长度和相反的群速度符号传播通过色散材料时,纠缠抵消了色散展宽。
2017-02-22 quant-ph
Observations of Dispersion Cancellation of Entangled Photon Pairs
对频率纠缠光子对中的色散抵消现象进行了实验研究。该方法使用时间分辨上转换的对,它具有时间分辨率在fs级,和$\approx \ 20 \, \mathrm{fs}^2$在实验条件下的群延迟色散灵敏度。在信号$(-)$和闲频$(+)$模式中,利用比$\pm 10^3 \, \mathrm{fs}^2$更强的色散来证明抵消。这些观测结果代表了超短双光子的产生、压缩和表征,其相关宽度小到简并光学周期的6.8倍。
2011-03-02 quant-ph
Clock synchronization with dispersion cancellation
利用频率纠缠脉冲的色散抵消特性,实现远距离方的时钟同步。所提出的协议是不敏感的脉冲失真所造成的过境通过色散介质。由于对所有阶数都有抵消,因此也补偿了缓慢波动的色散介质的影响。实验装置可以用目前可用的技术实现,至少用于原理证明。
2001-05-31 quant-ph
Quantum, Nonlocal Aberration Cancellation
相位畸变或像差会对光学成像系统的性能产生负面影响。通过使用的位置动量纠缠光子,我们非局部校正在一个光子的光路中的像差,故意引入互补的像差在其他光子的光路。特别是,我们证明了同时非局部抵消的像差,是偶数和奇数阶的光子的横向自由度。我们还展示了这种技术的潜在应用,通过非局部抵消量子成像实验中的散焦效应,从而恢复原始的空间分辨率。
2019-06-11 physics.optics quant-ph
Lack of dispersion cancellation with classical phase-sensitive light
J.H. Shapiro最近认为,使用纠缠光子对的非局域色散消除本质上是经典的,基于与经典模型的比较,其中两个静止的混沌光束具有反相关的相位和频率,他称之为“相位敏感”光(arXiv:0909.2514)。这里表明,对于这种经典光,没有色散的物理抵消,Shapiro的结果仅仅反映了两个光束中发生相同色散的事实。在经典和量子力学的情况下,两束光的强度之间的互相关的起源是完全不同的。
2010-03-11 quant-ph
Dispersion cancellation in a quantum interferometer with independent single photons
实现正确的量子信息处理的一个关键技术是获得高可见度的独立单光子间的量子干涉。影响量子干涉的关键因素之一是当单光子通过色散介质时发生的群速度色散。我们从理论和实验上证明,如果两个独立的单光子经历相同数量的脉冲展宽,则群速度色散对双光子干涉的影响可以被抵消。这种色散抵消效应可以推广到具有多个独立单光子的多路线性干涉仪。由于多路量子干涉仪是量子通信、光子量子计算和玻色子采样应用的核心,我们的工作应该在量子信息科学中找到广泛的适用性。
2020-08-15 quant-ph
Classical analog for dispersion cancellation of entangled photons with local detection
能量-时间纠缠光子对在时间上保持紧密相关,当光子通过相等的幅度,但相反的符号,色散。最近的一个实验演示已经观察到这种效应的超快时间尺度使用二次谐波产生的光子对。然而,这种效应的实验特征并不需要能量-时间纠缠。在这里,我们证明了一个直接模拟这种效果在窄带二次谐波产生的一对经典激光脉冲在类似的条件下。完美的抵消观察到的色散高达850 fs的$^2$,量子结果相比,但与$10^{13}$倍的改善信号亮度的fs脉冲。
2012-03-26 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 cancellation and non-classical noise reduction for large photon-number states
将非局域色散抵消推广到大光子数N的频率纠缠态。我们发现,在精确定时应用中,相同的纠缠态可以同时表现出1/sqrt(N)的噪声降低因子,低于经典的散粒噪声限制,正如Giovannetti,Lloyd和Maccone先前提出的那样(Nature v412(2001)p417)。相对少量的未补偿色散可以破坏量子力学噪声的降低,并且这种纠缠态比相应的经典态具有更大的定时不确定性。对关联态、反关联态和频率纠缠相干态也得到了类似的结果,表明这些效应是纠缠的一个基本结果。
2002-02-14 quant-ph
Dispersion cancellation in high resolution two-photon interference
频率纠缠光子对之间的Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉中所观察到的色散抵消现象是量子光学相干层析和量子时钟同步的基础。在这里,我们探讨了超窄HOM下降的相位色散的影响。我们表明,高阶色散,泵浦激光的线宽,和参数荧光的光谱形状有很强的影响,在高分辨率制度的色散抵消与几个实验验证。通过25 mm的水也证明了线宽为3μm的完美色散抵消。
2013-10-22 physics.optics 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
Quantum nonlocal modulation cancellation with distributed clocks
该研究利用分布式射频时钟和光纤无线电系统实现纠缠光子的非局域调制,验证其量子联网有效性,通过相位调制揭示非局域关联,实现亚皮秒同步,促进频率编码量子协议应用。
2024-07-24 physics.optics 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
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
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
Characterizing nonlocal dispersion compensation in deployed telecommunications fiber
宽带光子对在部署的电信光纤上的传播被用来实现非局域色散补偿,而不需要故意引入负色散。这是通过利用时间-能量纠缠和光纤的正负色散特性而实现的。我们证明了在两个多段10公里跨度的部署光纤和高达80公里的实验室光纤传输后光子时序相关性的保留。
2019-01-08 physics.optics quant-ph
Fine-grained All-fiber Nonlocal Dispersion Compensation in the Telecommunications O-Band
本文通过细粒度时间关联测量,在符合ITU-T G.652D标准的城域光纤上实现了接近仪器分辨率的非局域色散补偿,验证了1km级光纤增量部署的可行性。
2022-01-26 physics.optics quant-ph
Nonlocal PMD compensation in the transmission of non-stationary streams of polarization entangled photons
研究了偏振纠缠光子分布在光纤信道中时,非局域补偿偏振模色散(PMD)的可行性,并考虑了利用脉冲光泵浦信号产生纠缠的可能性,对非局域补偿的有效性进行了量化.
2010-12-09 quant-ph
Experimentally optimizing QKD rates via nonlocal dispersion compensation
量子密钥分发(QKD)使物理定律保证的无条件安全通信成为可能。在过去的几十年里,人们付出了巨大的努力,使这项技术在现实生活中变得可行,实现了更长的距离,并创造了更高的安全密钥速率。易于部署的玻璃纤维连接是在城市内部和城市之间链路中分配QKD所需的单光子的自然选择。然而,任何基于光纤的实现都经历色散,这使时间检测精度恶化。这最终限制了这种QKD系统的最大距离和可实现的密钥速率。在这项工作中,我们解决这个限制,最大距离和键速率,并提出了一个有效的和易于实现的方法来克服色散的影响。通过利用纠缠光子的频率相关性,利用非局域色散补偿来改善光子的时间相关性。我们的实验是第一次实现利用固有的量子力学效应的非局域色散补偿QKD以这种方式。我们的实验表明,在6.46公里的电信光纤的关键速率从6.1到228.3比特/秒的增加。我们的方法可扩展到任意光纤长度和色散值,从而大大提高了密钥速率,甚至在强色散会阻碍密钥提取的情况下首先实现了QKD。
2021-04-12 physics.optics 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
0.54 μm resolution two-photon interference with dispersion cancellation for quantum optical coherence tomography
量子信息技术利用量子理论的内在本质来克服信息处理和通信的经典方法的局限性。近年来,量子特性在计量学中的应用引起了人们的广泛关注。量子光学相干层析成像(QOCT)利用纠缠光子对之间的双光子干涉,是克服光学相干层析成像(OCT)问题的一种有前途的方法:随着OCT的分辨率变得更高,由于介质内的色散导致的分辨率下降变得更加关键。在这里,我们报告的实现0.54 $μ$ m分辨率的双光子干涉,这超过了目前的记录分辨率0.75 $μ$ m的低相干干涉OCT。此外,分辨率为QOCT显示几乎没有变化对色散的1毫米厚度的水插入在光路中,而OCT的分辨率显着下降。在本实验中,利用新型$`$纳米电极极化$'$技术,研制了一种高效啁啾准相位匹配钽酸锂器件。这里提出的结果代表了实现量子协议的突破,包括QOCT,量子时钟同步等。我们的工作将为医学和生物学应用开辟可能性。
2016-01-08 physics.optics quant-ph
Phase-conjugate optical coherence tomography
量子光学相干断层扫描(Q-OCT)提供了一个因素的两个轴向分辨率的改善和偶数阶色散抵消的优势,当它与传统的OCT(C-OCT)相比。这些特点已被归因于非经典性质的双光子状态中使用的前者,而不是在后者中使用的经典状态。相位共轭OCT(PC-OCT),这里介绍,表明非经典光是不必要的收获Q-OCT的优点。PC-OCT使用具有相敏互相关的经典状态的信号和参考光束以及相位共轭来实现Q-OCT的轴向分辨率和偶数阶色散消除,其信噪比可以与C-OCT的信噪比相媲美。
2006-07-18 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
Polarization-Sensitive Quantum Optical Coherence Tomography: Experiment
偏振敏感量子光学相干层析成像(PS-QOCT)利用II型双光子光源进行具有偏振敏感性的光学切片。BBO非线性光学晶体泵浦的钛:蓝宝石皮秒脉冲激光被用来确认这种成像范例的理论基础。PS-QOCT提供偶数阶色散抵消,同时访问样品的反射表面之间的间隙介质的群速度色散特性。
2010-11-19 quant-ph
Nonlocal Phases of Local Quantum Mechanical Wavefunctions in Static and Time-Dependent Aharonov-Bohm Experiments
我们证明了标准狄拉克相因子不是规范变换方程的唯一解。一般规范函数的完全形式(连接在不同的标量和矢量势集合中运动的系统),除了狄拉克相之外,还包含非局部作用的经典场的项(在时空中)对时间相关的薛定谔方程的局部解:薛定谔图像中波函数的相位受到空间和时间上遥远的磁场和电场的非局部影响,in ways方法that are fully充分explored探索.这些贡献超出了通常的Aharonov-Bohm效应(磁或电)。(i)应用于粒子通过静态磁场或电场的情况,导致观察点处Aharonov-Bohm相位的消除;这些都与半经典水平上的行为有关(对于旧的Werner & Brill实验观察,或它们的“电类似物”--或Batelaan & Tonomura最近的报告),但显示出更普遍的(不仅对窄波包成立,而且对完全离域的量子态也成立)。通过使用这些取消,某些以前未注意到的符号错误的文献中得到纠正。(ii)应用于时间依赖的情况下提供了一个补救的错误结果在文献中(关于狄拉克相位因子的不当使用)并导致包含Aharonov-Bohm部分和场非局部部分的相位:它们的竞争被证明恢复了早期“悖论”中的相对论因果性。(如范坎彭思想实验),而更一般的考虑表明,这里发现的时间非定域性部分地证明了薛定谔图像中量子力学波函数相位的因果传播。这可能为解决时间相关的双缝实验和相关的因果问题开辟了一条直接的途径
2010-09-17 cond-mat.other math-ph math.MP
Correlational latent heat by nonlocal quantum kinetic theory
非定域非瞬时性质的动力学方程将稠密量子气体中输运的研究成果与费米系统中准经典输运的朗道理论统一起来。在离壳运动中出现大的抵消,这通常隐藏在非马尔可夫行为中。其余的修正表示在空间和时间的变化,表征散射过程的非局部性。这样,量子输运就有可能被重新塑造成一幅准经典的图景。密度、动量、能量和熵的平衡方程除了准粒子外,还包括朗道理论之外的关联两粒子贡献。介质对二元碰撞的影响被证明是介导潜热的,即,相关性和热能之间的能量转换。对于麦克斯韦粒子与时间相关的s波散射,计算的相关部分的观测值和潜热的符号变化的散射长度的热德布罗意波长的普遍比例报告。这被解释为从相关加热到冷却的变化。
2018-05-23 cond-mat.str-el nucl-th quant-ph
Quantum field theoretical framework for the electromagnetic response of graphene and dispersion relations with implications to the Casimir effect
本文基于量子场论极化张量研究石墨烯的非局域电磁响应,证明纵横向介电常数满足Kramers-Kronig色散关系并给出横向双重极点附加项,进而为解决Lifshitz理论与实验冲突提供石墨烯方案。
2023-05-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Beyond the Dirac phase factor: Dynamical Quantum Phase-Nonlocalities in the Schroedinger Picture
给出了标准规范变换方程的广义解,并从物理意义上进行了讨论。它们超越了通常的狄拉克相位因子,表现出非定域量子行为,经典场的相对论因果性直接影响薛定谔图像中波函数的相位。这些非局域相行为,显然忽视了路径积分的方法,给一个自然的帐户的动态非局域性字符的各种(甚至静态)Aharonov-Bohm现象,而在同一时间,他们似乎尊重因果关系。事实上,对于通过非零磁场或电场的粒子,它们会导致观测点处阿哈罗诺夫-玻姆相的抵消,从而将早期的半经典实验观测(沃纳和布里尔)推广到离域(扩散)量子态。这导致了以前未注意到的符号错误的文献中的更正,并自然解释了更深层次的原因,为什么某些时间相关的半经典参数是一致的静态结果在纯量子Aharonov-Bohm配置。这些非定域性也为文献中传播的误导性结果提供了补救措施(关于狄拉克相位因子的不加批判的使用,自费曼关于路径积分的工作以来一直存在)。它们以这样一种方式合谋,以精确地取消瞬时Aharonov-Bohm相位并恢复早期“悖论”(如van Kampen思想实验)中的相对论因果性,并以因果方式完成Peshkin关于电Aharonov-Bohm效应的讨论。本公式提供了一种直接的方法来解决时间依赖的单缝与双缝实验和相关的因果问题-最近引起了人们的注意,相对于目前的理论无法解决这些问题。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Beyond the Dirac phase factor: Dynamical Quantum Phase-Nonlocalities in the Schrödinger Picture
给出了标准规范变换方程的广义解,并从物理意义上进行了讨论。它们超越了通常的狄拉克相位因子,表现出非定域量子行为,经典场的著名相对论因果性直接影响薛定谔图像中波函数的相位。这些非局域相行为,显然忽视了路径积分的方法,给一个自然的帐户的动态非局域性字符的各种(甚至静态)Aharonov-Bohm现象,而在同一时间,他们似乎尊重因果关系。对于通过非零磁场或电场的粒子,它们导致观测点处的阿哈罗诺夫-玻姆相的抵消,将早期的半经典实验观测(沃纳和布里尔)推广到离域(扩展)量子态。这导致了以前未注意到的符号错误的文献中的更正,并自然解释了更深层次的原因,为什么某些时间相关的半经典参数是一致的静态结果在纯量子Aharonov-Bohm配置。这些非定域性也为文献中传播的误导性结果提供了补救措施(关于狄拉克相位因子的不加批判的使用,自费曼关于路径积分的工作以来一直存在)。它们以这样一种方式合谋,以精确地取消瞬时Aharonov-Bohm相位并恢复早期“悖论”(如van Kampen思想实验)中的相对论因果性,并以因果方式完成Peshkin关于电Aharonov-Bohm效应的讨论。本公式提供了一种直接的方法来解决时间依赖的单缝与双缝实验和相关的因果问题-最近引起了人们的注意,相对于目前的理论无法解决这些问题。
2011-09-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Quantum Reflections of Nonlocal Optical Solitons in a Cold Rydberg Atomic Gas
量子反射是指在没有经典转折点的情况下反射概率不为零。由于其基础性、有趣的物理性质和潜在的实际应用价值,人们对这类反射现象给予了极大的关注。本文提出了一种利用色散区的电磁感应透明实现非局域非线性光束在冷里德伯原子气体中的量子反射的方案。基于里德伯原子之间的长程相互作用,我们发现该系统支持低功率的非局域光孤子。这种非局域孤子可以显示反射,捕获和传输之间的急剧转变时,由存储在另一个里德堡态的门光子产生的线性吸引势散射。与以往研究的常规物理系统不同,Rydberg原子气体中非局域光孤子的量子反射表现出有趣的反常行为,可以通过调节探测光场的入射速度和强度以及Rydberg原子气体固有的Kerr非线性的非局域性来主动调控.所得结果不仅对发展里德伯非线性光学有重要意义,而且对表征里德伯气体的物理性质和设计新型的非线性光学器件也有一定的帮助。
2020-05-20 nlin.PS physics.atom-ph physics.optics