Scaling of silicon spin qubits under correlated noise
RIKEN（理化学研究所）；Slovak Academy of Sciences, Institute of Physics（斯洛伐克科学院物理研究所）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子技术与纳米科学卡弗里研究所）；University of Basel（巴塞尔大学）
研究硅自旋量子比特在扩展中的噪声相关性，发现磁漂移和电荷噪声对量子纠错的影响，提出缓解策略以提升容错性能。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantitative study of Silicon Waveguides for the Generation of Quantum Correlated Photon Pairs Bridging Mid-Infrared and Telecom Bands
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；De Vinci Research Centre（德芬奇研究中心）
本研究通过硅波导中的自发四波混频生成跨中红外与电信频段的量子相关光子对，提出多种设计用于气体传感和量子通信应用。
2026-02-18 quant-ph
Correlated Dephasing in a Piezoelectrically Transduced Silicon Phononic Waveguide
本研究制备了薄膜铌酸锂压电驱动的硅基单模声子波导，实现微波光子与声子的直接转换，测量了其耦合率、弛豫与退相位时间，揭示了模式间关联频率涨落特性，为量子声学系统的噪声调控提供参考。
2025-02-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Noise-correlation spectrum for a pair of spin qubits in silicon
该研究分析硅中相邻自旋量子比特的噪声相关性，发现低频强相关及电学起源，为多量子比特噪声评估提供工具。
2022-08-30 quant-ph
Energy correlations of photon pairs generated by a silicon microring resonator probed by Stimulated Four Wave Mixing
紧凑的硅集成器件，如微环谐振器，最近被证明是量子相关光子对的有效来源。集成器件的大规模生产要求实现快速可靠的器件性能监测技术。在时间-能量相关性的情况下，这是特别具有挑战性的，因为它需要高光谱分辨率，这是目前在符合测量中无法实现的。本文通过研究硅环形腔中的受激四波混频过程，重建了硅环形腔中由自发四波混频产生的光子对的联合谱密度。我们表明，这种方法，具有高光谱分辨率和短的测量时间，允许一个几乎不相关和高度相关的光子对之间的区别。
2016-02-16 physics.optics quant-ph
Slow light enhanced correlated photon pair generation in photonic-crystal coupled-resonator optical waveguides
我们演示了硅光子晶体耦合谐振腔光波导中量子相关光子对的产生。利用高Q、小模体积的光子晶体腔的集体共振实现的慢光超模成功地提高了自发四波混频过程的效率。与无慢光效应的光子晶体线缺陷波导相比，光子对的产生率提高了两个数量级。
2013-04-03 physics.optics quant-ph
High brightness single mode source of correlated photon pairs using a photonic crystal fiber
我们展示了皮秒源的相关光子对使用的微结构光纤与零色散约715 nm波长。光纤在正常色散区泵浦，波长约为708 nm，对于宽间距的参量波长，相位匹配得到满足。在这里，我们在587 nm和897 nm波长的光纤中每秒产生多达10^7个光子对。在单模光纤耦合硅雪崩二极管光子计数探测器中收集光时，我们在泵浦功率为0.5 mW时每秒检测到约3.2.10^5个符合。
2005-07-14 quant-ph
High-quality multi-wavelength quantum light sources on silicon nitride micro-ring chip
在量子信息技术中，多波长量子光源，特别是电信波段的量子光源是非常需要的。尽管最近取得了令人印象深刻的进展，但这种高质量的量子光源仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个多波长量子光源使用氮化硅微环的自由光谱范围为200 GHz。在25.6nm的波长范围内确保产生八对相关光子。通过器件优化和噪声抑制滤波器，我们的源能够以62 kHz的速率用$g^{(2)}_{h}(0)=0.014\pm0.001$产生预示的单光子，并产生能量-时间纠缠光子-在Franson干涉仪中具有$99.39\pm 0.45\%$的可见性。这些结果，在室温和电信波长，在CMOS兼容的平台，代表了一个重要的一步，集成量子光器件的量子网络。
2022-09-23 quant-ph
Microscopic resonant-shell mechanism for slow Liouvillian sectors in an open correlated lattice
College of Physics and Materials Science, Tianjin Normal University（天津师范大学物理与材料科学学院）
研究通过微观理论揭示开放关联晶格中慢李维利尔扇区的选择机制，提出共振壳轨道及双占位权重控制耗散可见性，构建分支选择性双极化通道，推导出边缘记忆律和壳临界双极子等关键结果。
2026-05-10 cond-mat.str-el quant-ph
Ultra-low power generation of twin photons in a compact silicon ring resonator
在1550 nm附近的电信波段，我们在半径为5 μm的硅环形谐振腔中通过自发四波混频有效地产生了相关光子对。通过用200 μW连续波激光器光泵浦我们的器件，我们获得了0.2 MHz的对产生速率，并证明了光子时间相关性，符合与偶然比高达250。结果与理论预测吻合良好，并显示出硅微环谐振器作为集成量子光学应用的室温源的潜力。
2012-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
An all-silicon single-photon source by unconventional photon blockade
到目前为止，在硅和硅基材料中缺乏合适的量子发射体已经阻止了在可扩展的芯片上架构中实现室温、紧凑、稳定和集成的单光子源。目前的方法依赖于通过光限制或慢光传播来利用硅的增强的光学非线性，并且基于通常需要大量输入能量和空间占用来达到合理的输出产量的参数化过程。在这里，我们提出了一种替代的全硅器件，采用不同的范例，即量子干涉和三阶固有非线性之间的相互作用，在两个耦合光学腔的系统。这种非常规的光子封锁允许在极低的输入功率下产生反聚束辐射。我们展示了一个可靠的协议，在脉冲光激发下操作这种机制，设备应用所需的，从而实现了真正的单光子源。最后，我们提出了一个国家的最先进的实现在一个标准的硅基光子晶体集成电路，优于现有的参数设备，无论是在输入功率或足迹面积。
2015-03-10 physics.optics 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
Entangled photons from on-chip slow light
我们报道了第一个使用片上慢光器件的纠缠产生实验。在基于硅光子晶体的耦合谐振腔光波导中，利用慢光效应增强的高效自发四波混频，产生了1.5- $μ$ m波段高维时间仓纠缠光子对。我们进行了双光子干涉实验，观察到了与可见光$>74\%$的符合条纹。目前的结果使我们能够实现一个芯片上的纠缠源具有非常小的足迹，这是一个必要的功能，量子信息处理的基础上集成的量子光子学。
2014-01-29 physics.optics quant-ph
Quantum-correlated photon pairs generated in a commercial 45nm complementary metal-oxide semiconductor microelectronics chip
相关光子对是量子光子系统的基本组成部分。虽然对源先前已经集成在使用定制光子制造工艺构建的硅芯片上，但这些通常仅利用用于微电子制造的已建立技术的一小部分，并且尚未集成在也支持电子器件的工艺中。在这里，我们报告了量子相关光子对产生的第一个演示，在一个未经修改的先进（亚100纳米）互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺制造的设备，以及数百万个工作晶体管。微电子谐振器光子对源形成在晶体管层结构中，其中谐振器芯由通常用于晶体管主体的硅层形成。在5 $μ$ W到400 $μ$ W的超低连续波片上泵浦功率下，我们使用效率>80%的WSi超导纳米线单光子探测器演示了165 Hz和332 kHz之间的对产生速率。偶然事件与偶然事件的比率始终超过40，最大值为55。在表征这个源的过程中，我们也准确地预测对产生率从经典的四波混频测量的结果。该原理验证器件展示了商用CMOS微电子技术作为先进量子光子学平台的潜力，该平台具有大容量、原始工艺控制的能力，并且最先进的高速数字电路可以与量子光子电路相互作用。
2015-07-24 physics.optics quant-ph
Photon Pair Generation in Silicon Micro-Ring Resonator with Reverse Bias Enhancement
光子源是任何量子光子技术的基本组件。利用体晶体通过自发参量下转换产生高计数率和低噪声相关光子对的能力已经成为现代量子光学的基石。然而，未来实用的量子技术将需要可扩展的集成方法，具有高计数率和低噪声特性的波导光子源将是基于芯片的量子技术的重要组成部分。在这里，我们证明了光子对产生通过自发的四波混频在硅微环谐振器，报告的最大符合-偶然（CAR）比为602（+-）37，和最大光子对产生率为123 MHz（+-）11 KHz。为了克服自由载流子相关的性能退化，我们研究了反向偏置的p-i-n结构，证明了对生成速率的提高高达2倍，对CAR的影响可以忽略不计。
2012-09-26 physics.optics quant-ph
Coincidence detection of spatially correlated photon pairs with a monolithic time-resolving detector array
我们展示了符合测量的空间纠缠光子通过一种新型的基于多像素的检测阵列。所采用的传感器是一个全数字8 $\times$ 16硅光电倍增器阵列，不仅允许光子计数，但也到达光子的分辨率为65 ps的每像素时间戳。连同500 kfps的帧速率，这个属性超过了传统的电荷耦合器件相机的能力，已经成为越来越多的兴趣，用于检测横向相关的光子对。该传感器用于测量自发参量下转换产生的各种非共线纠缠光子的二阶关联函数。实验结果与理论进行了比较。
2016-12-16 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Telecom-band quantum optics with ytterbium atoms and silicon nanophotonics
由于光纤网络中的低传输损耗，电信窗口（~1.25-1.65微米）中的波长对于量子通信是理想的。为了实现在这些波长下运行的量子网络，需要开发能够高效耦合到电信波段光子的长寿命量子存储器。我们提出了一个耦合中性镱原子，这有一个强大的电信波长的过渡，硅光子晶体腔。具体来说，我们认为在中性171 Yb的3 P0 - 3D 1过渡接口的长寿命的核自旋在亚稳态3 P0的“时钟”状态的电信波段光子在1.4微米。我们发现，Yb原子可以被困在一个短波长（~470 nm）镊子在距离350 nm的硅光子晶体腔。在此距离下，由于在较长波长处的渐逝腔场的缓慢衰减，我们获得了g/（2 pi）~100 MHz的单光子拉比频率和C~47的协同系数，同时保持了进入单模光纤的高光子收集效率。高系统效率，电信波段操作和长相干时间的组合使该平台非常适合硅芯片上的量子光学和长距离量子通信。
2018-10-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
