Characterization of an asynchronous source of heralded single photons generated at a wavelength of 1550 nm
我们做了一个彻底的分析预示单光子源的因素，如探测器的门周期，光子速率，光纤耦合效率，和系统损耗影响的源的性能。在这个过程中，我们给出了如何确定光纤耦合效率从实验测量量的详细描述。我们表明，异步源执行，在大多数条件下，优于同步源多光子事件，但只有接近完美的耦合效率。我们应用该理论的异步源预示着单光子的基础上自发参量下转换周期性极化，散装，KTiOPO4晶体。光源产生具有810 nm和1550 nm的高度非简并波长的光，其中810 nm光子用于宣布单模光纤内1550 nm光子的存在。对于我们的设置，我们发现在单模光纤中存在1550 nm光子的概率，如810 nm光子所宣布的，为48%。与泊松光源相比，多光子事件的概率被强烈抑制，从而给出高度亚泊松光子统计。
2007-06-20 quant-ph
Heralded single photon and correlated photon pair generation via spontaneous four-wave mixing in tapered optical fibers
我们研究了在一系列相同的微/纳光纤（MNF）中通过强非简并自发四波混频（SFWM）产生相关光子对和预示单光子。在100 ps激光脉冲激发下，测量了波长约为880 nm和1310 nm的双光子场的联合光谱强度，与理论预测符合得很好。当光子发射率为4 Hz时，测得的零时间二阶自相关函数约为0.2。基于MNF的光源与标准单模光纤完美匹配，这使得它与现有的光纤通信网络兼容。此外，在一系列相同的MNF中的SFWM观测允许通过空间复用来增加单光子的产生速率。
2019-10-28 physics.optics quant-ph
Properties of 1.5 um synchronous heralded single photon sources based on optical fiber
利用色散位移光纤和商用光纤器件，实现了1.5 μ m同步预示单光子源（HSPS）。实验结果表明，制备效率和条件二阶关联函数g2（0）均随泵浦光强度的增加而增加。在这两个重要参数之间，应该采取折衷，以获得高质量的基于光纤的同步HSPS。获得了制备效率>60%，g2（0）<0.06的同步HSPS，其多光子几率比泊松光源降低了16倍以上。实验结果表明，基于光纤的同步高速光子合成在量子信息应用中具有巨大的潜力。
2010-12-12 physics.optics quant-ph
Characterizing heralded single-photon sources with imperfect measurement devices
如果不指定其二阶相干度，即，其$g^{(2)}$功能。这种相干函数的精确测量通常需要高精度的单光子探测器，在没有单光子探测器的情况下，只有时间平均的测量是可能的。然而，如何使用所得到的时间平均量来适当地表征源，这一点尚不清楚。在本文中，我们调查这个问题的一个预示着单光子源，依赖于连续波参数下转换。通过考虑源和检测器的主要缺点，即，源的多光子发射，光电探测器的时间分辨率，以及我们选择的符合窗口的宽度--我们的理论使我们能够从不完美的测量中推断出源的真实特性。我们的理论结果得到了证实的实验演示，使用PPKTP晶体泵浦的蓝色激光，结果在一个单光子产生率约1.2百万每秒每毫瓦的泵浦功率。这项工作朝着这种预示着单光子源的标准化迈出了重要的一步。
2009-09-12 quant-ph
Fast delivery of heralded atom-photon quantum correlation over 12km fiber through multiplexing enhancement
本研究实验实现了通过多路复用增强在12公里光纤上生成预示型原子-光子量子关联，提升了关联生成速率与存储器退相干速率的比值，为大规模量子中继器网络的实现奠定了基础。
2024-03-21 quant-ph
High-performance single-photon generation with commercial-grade optical fiber
高质量的量子源对于量子技术的实施至关重要。本文介绍了一种基于商用级保偏光纤的单光子源。所预示的光子表现出至少0.84的纯度和85%的进入单模光纤的前所未有的预示效率。基本的四波混频过程的双折射相位匹配条件可以被机械地控制，以优化连接多个源所需的波长调谐，这是大规模纠缠产生所需的。
2012-02-14 quant-ph
Fiber-coupled plug-and-play heralded single photon source based on Ti:LiNbO$_3$ and polymer technology
本文提出首个基于Ti:LiNbO$_3$与聚合物混合集成的芯片级光纤耦合预告式单光子源模块，通过参量下转换产生光子对并分离路由，在低泵浦下实现$g_h^{(2)}=0.05$的单光子纯度及4.5%的预告效率。
2023-02-20 physics.optics quant-ph
High quality asynchronous heralded single photon source at telecom wavelength
我们报道了一个基于自发参量下转换的异步预示单光子源的实验实现和表征。在1550 nm处的光子被预示为在单模光纤内具有超过60%的概率，并且与泊松光源相比，多光子发射概率降低高达600倍。这些品质因数，连同所预示的光子的电信波长的选择与需要非常有效和鲁棒的单光子源的实际应用兼容。
2004-09-02 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
Heralded Preparation and Readout of Entangled Phonons in a Photonic Crystal Cavity
我们提出了一个现实的协议的准备和读出的机械贝尔态的光机系统。该建议依赖于表征光子晶体腔模式的参数，耦合到结构的两个局部弯曲模式，但同样适用于相同参数范围内的其他光学机械系统。非经典状态预示着通过光学后选择，并揭示在特定的干涉图案特征的腔频率的发射。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heralding Single Photons from Pulsed Parametric Down-Conversion
我们描述了一个实验，其中光子对从脉冲参量下转换源耦合到单模光纤。探测到其中一个光子预示着另一个光子在其光纤中的存在，概率为83%。然后，将预示着的光子用于简单的多光子干涉实验，以说明它们在量子信息应用中的潜力。
2004-10-25 quant-ph
High efficiency 'plug & play' source of heralded single photons
单光子的可靠产生对于基础物理实验和量子技术的演示至关重要。基于波导的光子对源在这方面已经显示出很大的希望，由于它们的大程度的光谱可调谐性，高生成速率和长光子相干时间。然而，对于这样的源具有现实世界的应用，它需要有效地与光纤网络集成。我们通过提出一种在电信波段中的光子对的无损耗源来回答这个挑战，该光子对即使在光纤尾纤化、光子分离和泵浦抑制之后也保持> 50%的预示效率。该光源将其在显示效率和亮度方面的出色性能与紧凑、稳定且易于使用的“即插即用”封装相结合：只需将激光器连接到输入端，将探测器连接到输出端，即可使用该光源。这种高性能甚至可以在实验室外实现，而不需要对准，这使得该源对于任何需要单光子的实验或演示都非常有用。
2017-03-15 quant-ph
Heralded quantum steering over a high-loss channel
纠缠态是许多远程量子信息任务的关键资源，包括保密通信和量子物理的基础测试。这些任务需要对共享纠缠进行强有力的验证，但在长距离上执行它目前在技术上是棘手的，因为通过光纤或自由空间信道的损失打开了检测漏洞。我们设计和实验证明了一个方案，验证纠缠的存在下，至少$14.8\pm0.1$ dB的附加损耗，相当于约$80$公里的电信光纤。我们的协议依赖于纠缠交换来预示有损信道后光子的存在，从而实现量子操纵的事件就绪实现。这一结果克服了现实高损耗场景下设备无关通信和量子中继器实现中的关键障碍。
2018-01-09 quant-ph
A telecom-wavelength atomic quantum memory in optical fiber for heralded polarization qubits
基于光子的量子信息处理有望产生包括光学量子计算、量子密码学和分布式量子网络在内的新技术。电信波长的偏振编码光子为这些技术的实际实现提供了一个引人注目的平台。然而，尽管在构建与该平台兼容的基本组件方面取得了重要的成功，包括纠缠光子源、有效的单光子检测器和片上量子线路，但是缺少的元件是原子量子存储器，其直接允许在电信波长光子的偏振度中编码的量子态的可逆映射。在这里，我们展示了量子存储和检索的偏振态的预示单光子在电信波长通过实施原子频率梳协议在一个合奏的铒原子掺杂到光纤中。尽管在我们的原理证明演示中存在局限性，例如存储效率和存储时间小，但我们的宽带光物质接口揭示了在未来量子信息处理中使用的潜力。
2015-06-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Heralded single-photon source utilizing highly nondegenerate, spectrally factorable spontaneous parametric downconversion
我们报告的一个不可区分的预示单光子态的产生，使用高度非简并自发参量下转换（SPDC）。在极化的磷酸钛氧钾（PPKTP）晶体中加入宽带泵浦脉冲和群速度匹配（GVM）条件，可以产生光谱可分解的光子对。预告光子在近红外中，接近现成的Si单光子探测器的峰值探测效率;同时，预告光子在光纤损耗最小的电信L波段中。我们观察到的SPDC源的光谱因子，因此高纯度（90%）的所产生的预示单光子由几种不同的技术。由于该光源还可以实现高的预测效率（> 90%），因此它将适用于时分复用技术，从而实现伪确定性单光子源，这是光学量子信息和通信技术的关键资源。
2016-03-28 quant-ph
Heralded distribution of single-photon path entanglement
我们报道了在一个类似中继器的结构中实现通信波长单光子路径纠缠的预示分布的实验。纠缠是建立在检测到一个单一的光子，起源于两个自发参量下转换光子对源之一，擦除光子的哪个路径信息后。为了证明纠缠，我们使用了不依赖于后选择的纠缠见证。我们预示着两个位置之间的纠缠，分开的总距离为2公里的光纤，在1.6 kHz的速率。这项工作为高速率和实用的量子中继器架构铺平了道路。
2020-09-11 quant-ph
High performance guided-wave asynchronous heralded single photon source
我们报道了一种基于周期极化铌酸锂波导中自发参量下转换产生非简并光子对的导波先驱光子源。使用1310 nm处的信号光子作为触发，选通检测过程允许以0.38的高概率宣布1550 nm处的单光子到达单模光纤的输出。同时，与泊松光源相比，多光子发射概率降低了10倍。依靠导波技术，如集成光学和纤维光学组件，我们的源提供稳定性，紧凑性和效率，并可以作为一个范例，导波设备应用于量子通信和计算使用现有的电信网络。
2010-01-04 physics.optics quant-ph
CMOS-compatible, multiplexed source of heralded photon pairs: towards integrated quantum combs
我们报告了一个集成的光子对源的基础上CMOS兼容的微波谐振器，产生多个，同时，和独立的光子对在不同波长的频率梳兼容光纤通信波分复用信道（200 GHz的信道分离）和线宽，是兼容的量子存储器（110 MHz）。它在自锁泵配置中运行，无需主动稳定，即使在非常低的功率水平下也非常稳定。
2014-03-24 quant-ph
Double-heralded generation of two-photon-states by spontaneous four-wave-mixing in the presence of noise
我们提出了一种实验方法，用于创建和验证光子数的非简并，三阶非线性光学光子对源创建的状态。通过使用空间多路复用，阈值单光子探测器和反转的条件概率矩阵，我们确定光子数的概率通过预示自发四波混频。噪声光子的有害影响可靠的预示的研究和退化的条件准备的双光子数态比他们降低条件单光子状态。我们推导出不需要的噪声的存在下，在先驱通道和损失的信号通道的先驱实验之间的等价性。表征的噪声光子的贡献，并估计的先驱无噪声光子数分布的方法的程序被证明。
2016-02-16 quant-ph
Ultra-fast heralded single photon source based on telecom technology
报道了一种波长为1540 nm的超快预示单光子源的实现。所提出的策略是基于国家的最先进的电信技术，结合现成的光纤组件和波导非线性阶段泵浦的10 GHz的重复率激光器。单光子以高达2.1MHz的速率被预告，预告效率为42%。通过测量源的二阶自相关函数，推断了源的单光子特性。对于最高的预示率，发现一个低至0.023的值，这不仅证明了可以忽略不计的多光子的贡献，但也代表了最好的测量值，迄今为止报告的预示率在MHz的制度。这些与设备配置相关的主要性能是快速和安全量子通信协议的关键因素。
2014-12-17 quant-ph
Metropolitan-scale heralded entanglement of solid-state qubits
本研究实现了相距10公里的两个独立固态量子比特节点间的预告纠缠，通过量子频率转换和相位稳定架构克服光纤损耗，结合实时反馈逻辑交付预定义纠缠态，为城市级量子网络提供了通用平台。
2024-04-04 quant-ph
A source of heralded atom-photon entanglement for quantum networking
该研究提出了一种在发送端利用原子-光子纠缠的 heralding 方法，提高了光纤中纠缠的效率和保真度，为长距离量子通信提供了新的解决方案。
2025-10-20 quant-ph
A practical compact source of heralded single photons for simple detection LIDAR
光量子技术如量子传感、量子密码学和量子计算都利用了非经典光的特性，如精确的光子数和纠缠光子对态，超越了基于经典光的技术。用于获得预示的单光子的常见途径是光纤中的自发四波混频，允许良好定义的空间模式，用于高效集成到光纤网络中。这些光纤通常使用需要高功率（~10 W）泵浦激光器的大型商用脉冲激光器进行泵浦，并且限于~MHz的重复率。在这里，我们提出了一个具有成本效益，紧凑和移动的替代方案。在660 nm和960 nm处的光子对将使用商业双折射光纤中的四波混频来产生，使用来自使用腔增强的光学频率梳产生的785 nm CW激光二极管的具有GHz重复率的变换限制皮秒脉冲来泵浦。预测脉冲具有275 mW的平均功率、>40 W的峰值功率和每秒检测到的>2000对的预测光子产额。该设计将在稍后用于实现基于空闲光子和信号光子之间的符合计数的量子照明方案，而不是信号和空闲光子之间的联合测量。这将允许相对于经典LIDAR的量子优势，而不需要在自由空间中保持干涉稳定性。
2021-09-05 physics.optics quant-ph
Towards a fiber-optic temporally multiplexed single photon source
本研究通过对光通信波段连续波预报光子源进行时域复用，在全光纤结构中主动调谐光子延迟实现与外部时钟同步，添加时域校正级提升了单光子源品质因数，获得约1.8倍亮度提升及信噪比增强，为该波段集成非经典光子源奠定基础。
2024-05-16 physics.optics quant-ph
Photon-number parity of heralded single photons from a Bragg-reflection waveguide reconstructed loss-tolerantly via moment generating function
参量下转换（PDC）产生的孪生光束由于严格的光子数相关性，可以很好地产生预示态。然而，这种状态的操纵往往是扭曲的光损耗的先驱和更高的光子数的贡献，在PDC过程中不可避免的。为了找到可行的品质因数表征的预示状态，我们调查他们的归一化阶乘矩的光子数，可以访问，而不管在检测中的光损耗。然后，我们进行测量的联合光子统计的双光束从半导体布拉格反射波导过渡边缘传感器作为光子数分辨探测器。我们提取光子数奇偶预示着单光子的损失容忍的方式，利用矩生成函数。光子数宇称在量子态表征中是高度实用的，因为它考虑了目标态的全部光子数内容。
2019-10-11 quant-ph
Quantum Storage of Heralded Single Photons in a Praseodymium Doped Crystal
我们报告的实验表明，预示单光子存储在Pr $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$晶体的长寿命集体光学原子激发的可逆映射。利用腔增强的自发下转换源产生宽非简并窄带（$\approx 2\,\mathrm{MHz}$）光子对。其频率与电信光纤兼容的闲频光子用于预示与Pr $^{3+}$跃迁兼容的信号光子的产生。使用原子频率梳协议存储和检索信号光子。我们展示了存储时间高达$4.5\,\mathrm{μs}$，同时保留非经典的预示和检索的光子之间的相关性。这比以前在固态设备中实现的时间长20倍以上，并且在理想地适合于扩展到自旋波存储的系统中实现。
2014-03-13 quant-ph
High-efficiency single-photon generation via large-scale active time multiplexing
按需产生不可区分的单光子和多光子态是扩大光量子信息和通信应用的关键技术。几十年来，非线性参量光子对源和先驱单光子源一直是量子信息应用的标准光源。然而，在这样的源中产生的光子对的数量的固有不确定性是阻止按需光子对和预示的单光子产生的关键缺点。在这里，我们展示了大规模的时间复用不可区分的预示单光子，采用低损耗的HSPS和可调延迟线。我们观察到66.7%的单光子状态的存在概率收集到一个单模光纤复用40个周期性的时间仓预示单光子。据我们所知，这是迄今为止实现的最高光纤耦合单光子概率。我们的时间复用光子的高不可分辨性（~90%）也得到了证实。我们还通过实验研究了使用不同泵浦功率的HSPS的单光子概率和不需要的多光子贡献的权衡关系。我们的研究结果表明，低损耗，大规模的复用可以实现高效的单光子产生以及高度可扩展的多光子产生从低效的HSPS。我们预测，我们的大规模时间复用将为以前所未有的效率产生> 30个重合光子铺平道路，从而开辟光学量子信息处理的新前沿。
2018-03-13 quant-ph
Thermal-difference states of light: quantum states of heralded photons
我们引入了热差态（TDS），这是一个三参数的单模非高斯玻色子态族，其密度算符是两个热态的加权差。我们表明，通过参量下转换（PDC）产生的“预示光子”的状态正是TDS中的非经典，这意味着它们具有负的$P$函数。这三个参数在该上下文中对应于PDC的初始亮度和透射率，表征信号和空闲信道中的线性损耗。在低的初始亮度和单位透射率下，所预示的光子态被认为是单光子态。我们探讨了亮度和线性损耗对信号模式预示状态的影响。特别地，我们通过计算几种非经典性的度量，如Wigner函数的负体积、两个求积函数的量子费舍尔信息和以及我们最近引入的有序敏感性，分析了初始亮度和损失对态非经典性的影响。122，080402（2019）]。最后，我们认为TDS为分析单模玻色态的各种性质提供了新的基准态。
2019-11-14 quant-ph
Linear-Optic Heralded Photon Source
我们提出了一种仅基于线性光学和弱相干态的先驱光子源。通过对Hong-Ou-Mandel干涉仪进行时间调谐，输出光子可以同步地服从亚泊松统计，其统计量由二阶关联函数（$g^2\left(0\right)=0.556$）表示。相位匹配限制的情况下，使源广泛的可调，与100纳米的光谱可调谐的电信频段。该技术呈现出与最先进的基于自发参量下转换的源相当的产率，具有高相干性和光纤量子通信兼容性。
2015-11-22 cs.CR quant-ph
Heralded quantum repeater for a quantum communication network based on quantum dots embedded in optical microcavities
提出了一种基于圆偏振光子与嵌入在双面光学微腔中的量子点之间的通用接口的量子转发协议。我们对光子进行有效的时间仓编码，从而在我们的协议中，每个光子的传输都使用一根光纤，而不是两个或更多个光纤，从而实现了确定性的忠实纠缠分布。利用腔量子电动力学原理，我们设计的奇偶校验探测器只需一个单光子的输入输出过程，使得量子中继器中的纠缠通道扩展和纠缠纯化的效率大大提高，在容错量子计算中也有潜在的应用价值。同时，偏离集体噪声通道会导致双方共享的非局域电子自旋产生一定的相位翻转误差，这种误差可以通过简化的纠缠纯化过程得到抑制.最后，我们讨论了我们的建议的性能，得出的结论是，它是可行的与当前的技术。
2016-02-01 quant-ph
Quantum repeater with Rydberg blocked atomic ensembles in fiber-coupled cavities
我们提出并分析了一种量子中继器结构，在该结构中，光学腔中的里德堡阻挡原子系综通过光纤连接。纠缠的产生，交换和纯化是通过集体激光操纵的合奏和光子传输。纠缠的成功传输和存储是由电离事件而不是以前的方案中使用的光子探测信号来预示的。我们演示了如何高电荷检测效率允许缩短平均纠缠产生时间，我们分析了我们的方案与合奏Cs原子的实施。
2013-12-11 quant-ph
Optimized Spectral Purity of Heralded Single Photons at the Telecom O-Band
本研究通过优化钾钛酸锂晶体的极化结构，实现了在电信O波段高达99.4%的单光子光谱纯度，为量子信息应用提供了实用的量子源解决方案。
2025-07-02 quant-ph
Efficient heralding of O-band passively spatial-multiplexed photons for noise-tolerant quantum key distribution
当在承载C波段数据业务的光纤传输线上实现O波段量子密钥分发时，由自发拉曼散射或经典数据信道的不充分滤波引起的噪声光子可能导致量子误码率超过安全阈值。在这种情况下，可以使用光子预告方案来拒绝不相关的噪声光子，以便将量子比特错误率恢复到低水平。然而，除非使用具有足够高的预告速率和预告效率的预告光子源，否则安全密钥速率将受到影响。在这项工作中，我们展示了一个预示光子源，具有预示效率高达74.5%。典型的预告光子源的一个缺点是预告探测器的长死区时间导致预告速率的显著下降。为了解决这个问题，我们提出了一种在预告臂处的被动空间复用配置。在这种配置中使用两个预告探测器，我们获得了预告率提高37%，预告光子探测率相应提高16%。通过在10 km长的噪声光纤中传输O波段光子，观察了量子误码率与传输光子的噪声退化二阶关联函数之间的关系。我们还观察和讨论了后脉冲对缩短探测器死时间的影响。
2014-08-07 quant-ph
Silicon Photonic Entangled Photon-Pair and Heralded Single Photon Generation with CAR $>$ 12,000 and $g^{(2)}(0)<$ 0.006
报道了用半导体激光器泵浦的微腔产生的1550 nm波长的时频纠缠光子对和预示单光子的测量结果。随着对生成的高光谱亮度，用于描述性能的常规度量，例如符合与偶然比（CAR），条件自相关[ $g^{(2)}(0)$ ]，双光子能量-时间{F}朗森干涉可见性等，被示出达到硅光子学尚未实现的高性能状态，并且以前仅通过基于晶体，玻璃和光纤的对生成设备实现。
2017-10-06 physics.optics quant-ph
Ultratunable quantum frequency conversion in photonic crystal fiber
单光子在波段之间的量子频率转换是实现广泛量子网络的关键使能器。我们证明了量子频率转换的预示1551 nm的光子在超宽（1226 - 1408 nm）范围内的群速度对称的光子晶体光纤（PCF），覆盖超过150个独立的频率箱。通过仅调谐单个泵浦激光波长来控制目标波长。我们发现内部和总的转换效率分别为12（1）%和1.4（2）%。对于将1551 nm转换为1300 nm的情况，我们测量来自具有$g^{(2)}(0) = 0.034(8)$的输入的转换光的预示的$g^{(2)}(0) = 0.25(6)$。我们希望这种PCF可以用于无数的量子网络任务。
2022-07-29 physics.optics quant-ph
Active Temporal Multiplexing of Indistinguishable Heralded Single Photons
量子光学中的一个基本挑战是通过非确定性非线性光学过程确定性地产生不可区分的单光子，这是由于在这些过程中单光子和多光子产生概率的内在耦合。在许多时间模式中生成的主动复用光子可以解耦这些概率，但关键问题是最小化资源需求以允许可扩展性，并确保生成的光子的不可扩展性。我们证明了从四个时间模式的光子复用单独使用光纤集成光学和现成的电子电路。我们显示了100%的单光子输出概率的增强，而不引入额外的多光子噪声。四重Hong-Ou-Mandel量子干涉证实了光子的不可分辨性，可见度为91%。我们的演示为多个非确定性光子源到单个近确定性光子源的可扩展复用铺平了道路，这将有利于未来的量子光子技术。
2015-08-14 quant-ph
Noise Performance Comparison of 1.5 um Correlated Photon Pair Generation in Different Fibers
本文研究了在三种光纤中基于自发四波混频产生1.5 μ m相关光子对的噪声特性，对色散位移光纤、高非线性光纤和高非线性微结构光纤进行了实验研究。结果表明，在三种光纤中，高非线性微结构光纤的拉曼噪声光子产生率最低，而相关光子对产生率相同。理论分析表明，光纤的噪声性能取决于纤芯材料的非线性折射率和拉曼响应。拉曼响应随掺杂浓度的增加而增加，而非线性指数几乎不变，因此，纯石英纤芯的高非线性微结构光纤具有最好的噪声性能，在相关光子对和预示单光子源方面具有很大的应用潜力。
2010-06-10 quant-ph
Quantum Frequency Translation of Single-Photon States in Photonic Crystal Fiber
实验研究了非经典光场在光子晶体光纤（PCF）中通过布拉格散射四波混频过程的频率平移。PCF中的高非线性和控制色散的能力使得能够在可见光到近红外光谱范围内的光子通道之间进行有效的转换，这在量子网络中很有用。在683 nm处预示的单光子被转换为659 nm，效率为$28.6 \pm 2.2$ %。对683 nm和659 nm场的二阶相关测量分别产生了$g^{(2)}_{683}(0) = 0.21 \pm 0.02$和$g^{(2)}_{659}(0) = 0.19 \pm 0.05$，表明这两个场的非经典性质。
2010-06-23 quant-ph
THz-bandwidth all-optical switching of heralded single photons
通过在市售单模光纤中利用克尔效应旋转光子偏振态，实现了单光子的光致超快开关。在$\sim1.7$的开关时间为ps，信噪比为97%的条件下，开关效率达到97%.通过测量二阶自相关函数$g^{(2)}(0)$没有显著增加来确认量子态的保持。这些值仅用由80 MHz重复频率的激光振荡器产生的纳焦耳级泵浦能量获得。结果突出了一个简单的开关设备，能够高带宽操作和保存单光子特性的应用在光子量子处理和超快时间门控或开关。
2018-06-12 physics.optics quant-ph
Temporally-long C-band heralded single photons generated from hot atoms
本研究建立了热原子菱形跃迁SFWM产生双光子的理论模型，提出原子速度群概念，实验获得了时域宽度28.3±0.6 ns的C波段预告式单光子，为同类原子基光源中时域最宽的纪录，推进了相关双光子产生机制的研究。
2025-07-05 physics.atom-ph 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
On-chip low loss heralded source of pure single photons
许多光子量子增强技术的实验实现的一个关键障碍是缺乏纯量子态的单光子的低损耗源。我们展示了一个很有前途的解决方案：在二氧化硅光子芯片中通过自发四波混频产生预示的单光子。由于低损耗源与光纤的有效耦合，实现了40%的预示效率，对应于占检测器性能的80%的制备效率。单光子纯度为0.86的测量从源数统计没有过滤，并通过直接测量的联合光谱强度确认。我们计算，类似的高预示纯度输出可以从可见光电信光谱区使用这种方法。片上二氧化硅源可以直接应用于采用二氧化硅光子学的广泛的单光子量子光学应用中。
2013-04-29 physics.optics quant-ph
Generation of pure-state single photons with high heralding efficiency by using a three-stage nonlinear interferometer
实验研究了一种基于光纤的三级非线性干涉仪，并通过光谱工程方法验证了其在产生高效率、高纯度的预言单光子中的应用。在亮度为0.039光子/脉冲时，探测效率达到90%。通过双光子Hong-Ou-Mandel干涉检查源的纯度，其可见度为95% ± 6%（在校正拉曼散射和多对事件之后）。研究表明，用三级非线性干涉仪产生的单光子预示源具有纯度高、预示效率高、亮度高、波长和带宽选择灵活等优点。
2020-02-02 quant-ph
Highly efficient heralding of entangled single photons
单光子是量子光学广泛应用的重要前提。我们实验证明了一个预示单光子源的基础上自发参量下转换共线体光学，光纤耦合测辐射热过渡边缘传感器。在不对背景、损失或检测效率进行校正的情况下，我们测得的整体预示效率为83%。通过违反贝尔不等式，我们证实了我们所预言的单光子的单光子特性和高质量的纠缠，结合高的预言效率，是先进的量子通信协议，如单边设备无关的量子密钥分发的必要成分。
2012-11-22 quant-ph
Characterizing non-polarization-maintaining highly nonlinear fiber toward squeezed-light generation
由于压缩光很容易因损耗而衰减，因此直接在光纤中产生压缩光是有益的。此外，与标准单模光纤相比，高度非线性光纤可以以更低的泵浦功率和更短的光纤长度提供更有效的产生。我们研究非保偏高度非线性光纤（HNLF）的挤压光产生的多余的噪声，包括其零色散波长（ZDW）的变化和偏振噪声的特征可能的来源。我们发现显着的ZDW变化和过量的偏振噪声。我们认为偏振噪声来自非线性偏振模色散。我们模拟了这种偏振噪声，发现它可能会降低克尔压缩，但不会降低四波混频的压缩。
2023-02-09 physics.optics quant-ph
Harnessing of temporal dispersion for integrated pump filtering in spontaneous heralded single-photon generation processes
针对片上预示单光子源的泵浦抑制问题，提出利用泵浦光与单光子群速度差异导致的时间色散分离，并结合高时间分辨率SNSPD实现集成滤波。
2025-03-18 physics.optics quant-ph
Quantum teleportation with hybrid entangled resources prepared from heralded quantum states
在这项工作中，我们提出了一个混合纠缠资源（HER）的产生和进一步的应用在量子隐形传态方案从实验可行的角度来看。HER制备的光源是基于光子晶体光纤中的四波混频过程，利用其输出的二分态的一方产生单光子或单光子加相干态。从预示的状态和线性光学创建HER。在所提出的隐形传态协议中，Bob使用HER来传送具有不同光谱特性的量子比特。Bob在单光子基础上进行了Bell测量，并用其平均量子隐形传态保真度对方案进行了表征。对于宽光谱范围内的量子比特，保真度接近于1。这项工作还包括一个讨论的保真度依赖于介质的几何性质，通过该HER生成。一个重要的注释是，没有光谱滤波中采用的预示过程中，这强调了该方案的可行性，而不损害光子通量。
2020-02-07 physics.optics 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
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
Towards Quantum Networks: Characterizing Raman Noise over Metropolitan-scale Fiber Network
University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
本研究针对量子网络中量子与经典信号共存的挑战，在真实城域光纤网络中分析O波段经典信号产生的拉曼散射，识别低噪声光谱区域，为量子信道分配提供指南，助力构建稳健可扩展的量子基础设施。
2026-07-31 quant-ph
Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump power
高亮度非经典光子源是量子通信技术的关键组成部分。在这里，我们展示了窄带，非经典光子对的产生，采用自发四波混频在一个光学致密的冷原子系综内的空芯光纤。我们的光源亮度接近可实现的生成光谱亮度的极限，在该极限处连续的光子对开始在时间上重叠。对于产生的光谱亮度每泵功率高达$2\times 10^{9} \ \textrm{pairs/(s MHz mW)}$，我们观察到非经典的相关性低于$100 \textrm{nW}$泵功率和窄带宽的$2π\times 6.5 \ \textrm{MHz}$。在这个制度中，我们证明，我们的源可以被用作一个预示着单光子源。通过进一步增加亮度，我们进入连续光子对开始在时间上重叠的状态，并且互相关接近对应于热统计的极限。我们的方法相结合的原子系综和波导环境的优点是一个重要的一步，对光子量子网络的系综为基础的元素。
2022-11-02 quant-ph
Efficient Phase-Encoding Quantum Key Generation with Narrow-Band Single Photons
提出了一种利用窄带单光子相位编码的量子密钥生成方案。关键信息通过直接在单光子时间波形上的相位调制来携带，而不使用任何被动分束器或光学开关。我们表明，当该技术应用于传统的基于光纤的相位编码BB84和差分相移（DPS）量子密钥分发方案，密钥生成效率可以提高2和3倍，分别。对于N（>3）周期的DPS系统，密钥生成效率可以提高N倍。该技术适用于基于量子存储器的长距离光纤通信系统。
2011-05-29 quant-ph
Passive optical switching of photon pairs using a spontaneous parametric fiber loop
我们研究了一种新的自发参量光纤环（SPFL）方案，它是在非线性Sagnac环中引入色散元件而形成的，并证明了它可以作为光子对的被动开关。从SPFL输出的双光子态高度依赖于在环路中反向传播的光子对的色散诱导相位差。通过适当地管理色散元件，具有一定失谐和带宽的信号光子和闲频光子对可以被引导到SPFL的期望空间模式。如果光子对被用来产生预示的单光子，那么SPFL可以被看作是单光子的开关。此外，我们对基于色散的相位调制的研究也有利于设计全光纤纠缠光子源。
2012-03-01 physics.optics quant-ph
An integrated quantum repeater at telecom wavelength with single atoms in optical fiber cavities
量子中继器有望通过规避直接光子传输中固有的成功概率指数下降来实现全球距离上的量子网络。我们提出了一个现实的，功能集成的量子中继器实现的基础上，在光学腔中的单原子。量子存储器中的单原子与电信波长的光子之间直接产生纠缠。后者以高效率和可调节的时间和光谱特性被收集到空间上定义良好的腔模式中。它由第二个正交腔发射的近红外光子预示。两个远程量子存储器之间的纠缠可以通过光学Bell态测量产生，而我们提出了基于高效的腔辅助原子-原子门的纠缠交换。我们的量子中继器方案消除了对波长转换的任何要求，使得在每个节点处仅需要单个系统。我们研究了基于CO $_2$激光加工光纤的法布里-珀罗腔的铷和现实参数的特定实现。我们表明，该方案能够实现一个相当简单的量子中继器，在大距离上优于直接纠缠生成，并且不需要任何超越现有技术的技术改进。
2016-03-11 quant-ph
