Experimental realization of highly-efficient broadband coupling of single quantum dots to a photonic crystal waveguide
我们提出了时间分辨的自发发射测量单量子点嵌入在光子晶体波导。耦合到光子晶体波导的量子点被发现比未耦合的量子点快27倍。从这些测量$β$ -因子高达0.89的推导，并证明了前所未有的大带宽20纳米。这显示了光子晶体波导作为高效单光子源的巨大潜力。考虑到光-物质耦合由于光子晶体波导中的光的显著减慢而被强烈增强，观察到增强的缩放频率与理论非常一致。
2008-08-15 quant-ph
Experimental realization of a single qubit SIC POVM on via a one-dimensional photonic quantum walk
对称信息完全正算符值测量（SIC-POVM）是一类重要的量子测量，对各种量子信息处理任务都有重要意义。SIC-POVM的优点是为量子态提供了一个无偏的估计器，具有完全断层扫描所需的最少数量的结果。我们提出了一个实验方法上的光子量子行走，可用于实现单量子比特上的SIC-POVM。单光子位置的投影测量对应于SIC-POVM关于单光子偏振的元素。
2014-12-07 quant-ph
Circuit QED: single-step realization of a multiqubit controlled phase gate with one microwave photonic qubit simultaneously controlling $n-1$ microwave photonic qubits
提出了一种利用微波光子量子比特同时控制$n-1$目标微波光子量子比特实现多目标量子比特受控相位门的新方法。该门是用耦合到超导通量quutrit的$n$微波腔实现的。每个腔都有一个微波光子量子比特，它的两个逻辑态分别由单个腔模的真空态和单光子态表示。在门操作期间，qutrit保持在基态，因此从qutrit的退相干被极大地抑制。该方案只需要一个单步操作，因此门的实现非常简单。门操作时间与量子比特的数量无关。此外，该方案不需要施加经典脉冲或任何测量。数值模拟结果表明，利用现有的电路QED技术，可以实现一个微波光子量子比特同时控制两个目标微波光子量子比特的受控相位门的高保真实现。该方案具有很好的通用性，可以应用于多种物理系统中，如多个微波或光腔耦合到自然或人工$Λ$型三能级原子中。
2019-10-18 quant-ph
Hybrid photonic entanglement: Realization, characterization and applications
我们证明了在双光子系统上通过参量下转换实现的量子退纠缠擦除器是产生混合光子纠缠的一般方法，即光子对不同自由度之间的纠缠。为了证明这一点，我们产生和表征的源与两个量子比特之间的混合纠缠度可调，一个编码的横向动量和位置的光子，和其他在其合作伙伴的偏振。此外，我们表明，我们的设置的一个简单的扩展，使双光子量子比特量子比特混合纠缠态的产生。最后，我们讨论了这种类型的纠缠可以为光量子网络带来的好处。
2009-11-14 quant-ph
Mapping multiple photonic qubits into and out of one solid-state atomic ensemble
量子通信的未来挑战是可扩展的量子网络，它需要将光子量子比特相干和可逆地映射到静止的原子系统（量子存储器）上。现实网络的一个关键要求是能够在一个量子存储器中有效地存储多个量子比特。在这里，我们展示了相干和可逆映射的64个光学模式在单光子水平的时域到一个固态系综的稀土离子。我们的光-物质接口基于高带宽（100 MHz）原子频率梳，具有1微秒的预定存储时间。然后，我们可以在短<10 ns的时间模式（时间仓量子位）中编码许多量子位。我们通过同时存储和分析多个时间仓量子比特来展示映射的良好相干性。
2010-02-19 quant-ph
Photonic realization of nonlocal memory effects and non-Markovian quantum probes
开放量子系统的研究对于量子物理的基本问题以及诸如量子信息处理的技术应用都是重要的。这一领域的最新进展增加了我们对非马尔可夫效应如何影响开放量子系统动力学的基本理解，为利用记忆效应进行各种量子控制任务铺平了道路。通常，开放系统的环境被认为是系统信息的接收器。然而，在这里，我们通过实验证明，光子开放系统可以利用其环境最初持有的信息。在环境自由度的相关性诱导非局部记忆效应的二分开放系统显示，违反直觉，本地马尔可夫和全球非马尔可夫字符。我们的研究结果还提供了新的方法来保护和分发纠缠，并在实验上量化光子环境中的相关性。
2013-05-07 quant-ph
Quantum Storage of a Photonic Polarization Qubit in a Solid
我们报告的量子存储和检索的光子偏振量子比特到和出的固态存储设备。量子比特在单光子水平上用弱相干态实现，并使用原子频率梳方案在掺杂镨的晶体中存储500 ns，存储和检索效率为10%。我们用量子态层析技术表征了这种存储，发现当平均光子数μ =0.4时，所获得的量子比特的平均条件保真度超过95%。考虑到泊松统计和有限的存储效率，这明显高于经典基准，这证明我们的设备可以作为偏振量子比特的量子存储设备，即使用弱相干态进行测试。这些结果将固态量子存储器的存储能力扩展到偏振编码，偏振编码在量子信息科学中有着广泛的应用。
2012-01-20 quant-ph
Photonic realization of quantum resetting
与通常的量子动力学至少部分控制的假设相反，最近一个令人惊讶的结果证明，任意量子态可以通过以一致但$uncontrolled$的方式与探测系统相互作用而概率性地重置为过去的状态。我们提出了一个光子实现，以实现这一重置过程，实验验证，一个状态可以概率重置到它的过去与$0.870\pm0.012$的保真度。我们进一步证明了纠缠态的保存，仍然违反了贝尔不等式，后的纠缠对的一半被重置。重置不受控制的量子态的能力对量子物理学的基础和量子技术领域的应用具有影响。
2019-11-26 quant-ph
Restoring polarization entanglement from solid-state photon sources by time-dependent photonic control
Technion–Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文提出了一种光子补偿协议，通过在光子域中直接消除发射体诱导的相位演化，恢复固态光源中的偏振纠缠，无需时间后选择和检测器时间分辨率。
2026-04-14 quant-ph
Realization of two Fourier-limited solid-state single-photon sources
我们展示了两个固态源的不可区分的单光子。高分辨率激光光谱和光学显微镜相结合，在T = 1.4 K，以确定在两个独立的显微镜中的单个分子。利用斯塔克效应移动给定分子的跃迁频率，从而获得具有完美光谱重叠的单光子源。我们的实验安排为实现各种量子干涉和信息处理实验奠定了基础。
2007-10-18 quant-ph
Experimental realization of a photonic weighted graph state for quantum metrology
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）；Hanyang University（汉阳大学）
本研究通过实验实现可调图权重的光子加权图态，用于提升量子相位传感的精度，验证了在低于最大纠缠极限时仍能实现超越经典极限的测量精度。
2026-02-20 quant-ph
Photonic realization of the quantum Rabi model
我们实现了量子拉比模型的光子模拟模拟器，基于飞秒激光写入波导超晶格中的光传输，这为探索深强耦合机制中光-物质相互作用的物理学提供了一个实验可及的测试平台。我们的光学设置，使可视化的动力学制度还没有访问腔或电路量子电动力学，如反弹的光子数波包的奇偶校验链的希尔伯特空间。
2011-11-28 physics.optics quant-ph
Hybrid integration of solid-state quantum emitters on a silicon photonic chip
可扩展的量子光子系统需要耦合到集成光子器件的有效单光子源。固态量子发射器可以高效率地产生单光子，而硅光子电路可以在集成器件结构中操纵它们。因此，结合这两种材料平台可以显着增加集成量子光子器件的复杂性。在这里，我们展示了固态量子发射器到硅光子器件的混合集成。我们开发了一种拾放技术，可以定位外延生长的InAs/InP量子点发射在电信波长的硅光子芯片上确定性与纳米级精度。我们采用绝热锥形的方法将量子点的辐射高效率地传输到波导中。我们还采用了一个芯片上的硅光子分束器进行Hanbury-Brown和Twiss测量。我们的方法可以将预先表征的III-V量子光子器件集成到大规模光子结构中，以实现由许多发射器和光子组成的复杂器件。
2017-08-12 physics.app-ph quant-ph
Theory of cavity-enhanced non-destructive detection of photonic qubits in a solid-state atomic ensemble
光子量子比特的非破坏性检测将在光子量子信息处理和量子通信中得到重要应用。在这里，我们提出了一种方法的基础上，包含一个合奏的稀土离子的固态腔。首先，将包含许多光子的探测脉冲存储在系综中。然后，一个代表时间仓量子比特的单个信号光子在系综上印上一个相位，这是由于AC斯塔克效应。该相位不依赖于信号光子的确切定时，这使得检测对时间仓量子比特状态不敏感。然后，探测脉冲被恢复，并通过零差检测来检测其相位。我们表明，腔导致的依赖性的印记相位上的{ \it探针}光子数，这导致一个扩展的探测相位，在对比简单的移位，发生在没有一个腔。然而，我们表明，这种情况下仍然允许非破坏性检测的信号。我们讨论了该计划的潜在实现，表明高成功概率和低损失应同时实现。
2018-07-12 quant-ph
High-fidelity multi-photon-entangled cluster state with solid-state quantum emitters in photonic nanostructures
本文提出利用量子点发射器周期性驱动与光子晶体波导接口，在固态纳米结构中确定性生成高保真多光子 GHZ 态和一维簇态，其保真度与生成速率超越现有融合方法，为基于测量的量子通信与计算提供可扩展方案。
2021-03-02 quant-ph
Deterministic realization of collective measurements via photonic quantum walks
在相同准备的量子系统上进行集体测量可以比局部测量提取更多的信息，从而提高信息处理效率。虽然这种非经典现象已经被发现了二十年，但在实验中证明集体测量的优势仍然是一项具有挑战性的任务。在这里，我们介绍了一个通用的配方进行确定性的集体测量两个相同的准备量子位的基础上量子行走。利用光子量子行走，我们在实验上实现了保真度为0.9946的无后选择的优化集体测量。作为一个应用，我们实现了最高的层析成像效率的量子比特状态层析。我们的工作为克服量子态层析成像和计量学中局域测量的精度极限提供了一种有效的方法。此外，我们的研究为在量子信息处理中收获集体测量的力量以及探索这种力量背后有趣的物理学开辟了一条途径。
2018-04-18 quant-ph
Qubit teleportation between a memory-compatible photonic time-bin qubit and a solid-state quantum network node
本研究展示了一种连接固态量子网络节点与兼容型光子时间-bin量子比特的量子接口，实现了75.5±1.0%的量子传送保真度。
2024-03-27 quant-ph
Photonic realization of a subgraph extraction in a quantum random network
Nanjing University（南京大学）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；University of Tuebingen（蒂宾根大学）
本研究采用集成硅光子芯片，在四节点量子随机网络中实验实现了量子随机网络理论预测的量子子图，验证了该子图态的高维多体纠缠，证明量子纠缠可实现经典无法企及的连接结构。
2026-08-12 quant-ph
Experimental realization of universal quantum gates and six-qubit entangled state using photonic quantum walk
本文利用单光子离散时间量子行走，结合偏振与路径自由度，在室温下实验实现了高保真通用量子门和六量子比特纠缠态，为量子计算提供了可扩展的新框架。
2025-08-27 quant-ph
Simple realization of a hybrid controlled-controlled-Z gate with photonic control qubits encoded via eigenstates of the photon-number parity operator
提出利用两个微波腔耦合超导四能级系统，仅需基本操作即可实现光子量子比特控制超导目标比特的高保真混合CCZ门，并可生成多种混合GHZ态。
2023-06-04 quant-ph
Deterministic generation of entangled photonic cluster states from quantum dot molecules
光子团簇态的成功产生是实现基于测量的量子计算和量子网络协议的关键步骤。已经提出了几种从不同的固态发射体产生这种纠缠态的方案。这些协议中的每一个在概念和实现方面都有自己的挑战。在这项工作中，我们提出了确定性的产生这些光子团簇态的自旋光子接口的基础上托管在一个量子点分子的空穴自旋量子比特。我们的协议解决了许多现有的建议的困难，并铺平了道路，实验上可行的实现高度纠缠的多量子比特光子态的高生产率。
2022-06-08 quant-ph
Efficient cavity-assisted storage of photonic qubits in a solid-state quantum memory
本文提出在阻抗匹配腔增强的固态AFC量子存储器中实现单光子水平弱相干脉冲和时间仓量子比特的高效存储，分别达到62%和51%的效率，为当前固态量子存储最高水平。
2024-10-23 quant-ph
An integrated whispering-gallery-mode resonator for solid-state coherent quantum photonics
定制的光子腔允许增强光-物质相互作用，最终创建完全相干的量子界面。在这里，我们报告一个集成的微盘腔含有自组装量子点相干路由不同的接入波导之间的光子。我们测量了腔品质因数约为10，000的Purcell因子$F_{exp}=6.9\pm0.9$，使我们能够观察到量子点的光子相干散射的清晰特征。我们展示了这个集成系统如何可以相干地重新路由之间的下降和总线端口的光子，以及如何控制这种路由的失谐的量子点和谐振器，或通过激发光束的强度，其中一个临界光子数小于一个光子每个寿命是必需的。我们讨论了这种方法的优点和局限性，重点是如何相干散射和单光子非线性可以用来提高量子设备，如路由器或贝尔状态分析仪的效率。
2021-07-27 quant-ph
Bichromatic Driving of a Solid State Cavity QED System
利用双色驱动固体腔量子电动力学系统探测腔修饰态跃迁，观察系统与光场的相干相互作用。我们从理论上证明了由量子点与光子晶体腔强耦合组成的固态系统中的高阶腔修饰态、超分裂和交流斯塔克位移。对于非共振情况，声子介导量子点和光子谐振器之间的非共振耦合，这是固态腔量子电动力学所特有的现象。
2011-08-27 quant-ph
Realization of a Knill-Laflamme-Milburn C-NOT gate -a photonic quantum circuit combining effective optical nonlinearities
量子信息科学致力于研究叠加和纠缠等独特的量子力学现象如何增强通信、信息处理和精密测量。光子因其低噪声、光速传输和易于使用传统光学元件进行操作而具有吸引力。然而，在单光子水平上缺乏高效的光学克尔非线性是一个主要障碍。在一项突破中，Knill，Laflamme和Milburn（KLM）表明，仅使用线性光学元件，辅助光子和测量就可以实现这种有效的非线性。他们提出了一种用于可扩展量子计算的预测控制非（CNOT）门，使用光子量子线路组合两个这样的非线性元件。在这里，我们实验证明了KLM CNOT门。我们开发了一个稳定的架构，以实现所需的四光子网络的嵌套多个干涉仪的基础上位移Sagnac干涉仪和几个部分偏振分束器。这一结果证实了在KLM '配方'的全光量子计算的第一步，应该是有用的按需纠缠产生和纯化。光学量子线路结合了巨大的光学非线性，可能会在电信和传感领域得到广泛的应用。
2010-06-24 quant-ph
Photonic Realization of a Quantum Finite Automaton
我们描述了一个物理实现的量子有限自动机识别一个众所周知的家庭的周期性语言。该实现利用了单光子的偏振自由度及其通过线性光学元件的操纵。我们使用置信度放大技术来降低自动机的接受错误概率。值得注意的是，我们物理上实现的量子有限自动机不仅本身有趣，而且它是许多理论上解决的量子有限自动机设计框架的关键组成部分。
2020-01-29 cs.ET quant-ph
A photonic crystal realization of a phase driven two-level atom
我们提出了一组光子晶体，实现了一个非线性量子拉比模型等效的二能级系统的相位驱动的一个量子化的电磁场。晶体在弱耦合区是完全可溶的，并且它们的色散关系是离散的。该系统被对角化的正常模式相当于一个打扮状态的基础。在强耦合区，我们利用微扰理论，发现色散关系是连续的，并给出了连续分数形式的简正模。我们发现，这些光子晶体允许在弱耦合制度的相干振荡的形式的状态重建。
2013-01-07 physics.optics quant-ph
High-speed thin-film lithium niobate quantum processor driven by a solid-state quantum emitter
可扩展的光子量子计算架构对光子处理设备提出了严格的要求。对低损耗高速可重构电路和接近确定性的资源状态发生器的需求是一些最具挑战性的要求。在这里，我们开发了一个集成的光子平台的基础上的薄膜锂钛酸盐和接口，它与确定性的固态单光子源的基础上的量子点在纳米光子波导。产生的光子用低损耗电路处理，可编程速度为几GHz。我们实现了各种关键的光子量子信息处理功能的高速电路，包括片上量子干涉，光子解复用，和可重编程的四模式通用光子电路。这些结果表明，通过将集成光子学与固态确定性光子源以异构方法合并以扩大规模，可扩展光子量子技术有希望向前发展。
2022-11-10 physics.optics quant-ph
Physical realization of Photonic Klein Tunneling
研究了光子Klein隧穿发生的一般物理条件，其中器件的（受控）自发发射起着关键作用。一个简单的介质板的具体例子，由两个任意折射率的介质半空间的边界相当详细的工作，测量的反射和透射概率进行解析计算。据发现，在给定的情况下，测量的反射概率可以是任意大的（对于大的入射波长），而不管的事实，即传输概率是指数抑制或不。其他有趣的功能的光子克莱因隧道驱动（受控）自发发射以及设想的实际应用。
2011-01-18 hep-ph physics.optics quant-ph
Experimental realization of robust dynamical decoupling with bounded controls in a solid-state spin system
我们的实验证明了一个强大的动态解耦协议与有界控制使用长软脉冲，消除了传统的实现具有挑战性的要求强控制脉冲。该协议通过设计解耦传播子以经历耦合器组的欧拉循环来完成[Phys.Rev.Lett. 90，037901（2003）]。我们证明，这种欧拉解耦方案增加了两个数量级的相干时间在我们的实验中，无论是失相或普遍的噪声环境。
2016-09-21 quant-ph
One-Way Quantum Repeater with Rare-Earth-Ions Doped in Solids
提出利用固体中掺杂稀土离子与纳米腔耦合高效生成光子簇态，并采用多路复用方案，以少于100个量子发射器在数千公里距离上实现兆赫兹密钥率，用于一向量子中继器节点。
2024-04-13 quant-ph
Integrated quantum photonics with silicon carbide: challenges and prospects
光学可寻址的固态自旋缺陷是利用其长相干基态流形存储和操纵量子信息的有希望的候选者;单个缺陷可以利用光子-光子相互作用纠缠，提供通向大规模量子光子网络的路径。量子计算协议对系统中可接受的光子损失施加了严格限制。这些低损耗的要求在没有光子工程的情况下无法实现，但如果与最先进的纳米光子技术相结合，则可以实现。然而，大多数含有自旋缺陷的材料都很难加工：因此，量子光子器件的性能比经典器件落后几个数量级。碳化硅（SiC）非常适合弥合经典量子光子学的差距，因为它具有有前途的光学可寻址自旋缺陷，并且可以加工成绝缘体上的SiC，用于可扩展的集成光子学。在这个角度来看，我们讨论了最近的进展，可扩展的量子光子技术的发展的基础上，在碳化硅的固态自旋，并讨论当前的挑战和未来的方向。
2020-10-29 quant-ph
Deterministic generation of all-photonic quantum repeaters from solid-state emitters
量子中继器是量子通信网络中的节点，其允许在大距离上可靠地传输纠缠。最近表明，在所谓的图形状态中的高度纠缠光子可以用于全光子量子中继器，与基于原子存储器的中继器相比，其需要的资源少得多。然而，通过成对概率纠缠产生来构建多光子纠缠态的标准方法严重限制了可以创建的状态的大小。在这里，我们提出了一个协议的确定性产生的大光子中继器状态使用量子发射器，如半导体量子点和固体中的缺陷中心。我们发现，任意大的中继状态可以产生仅使用两个耦合的发射器，减少了6个数量级的光子源的必要数量。我们的协议包括一个内置的冗余，这使得它对光子丢失有弹性。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
In-situ three-dimensional strain engineering of solid-state quantum emitters in photonic structures towards scalable quantum networks
针对固态量子发射体光谱非均匀性挑战，开发了基于PDMS的低温兼容原位三维应变工程平台，实现了量子点发射能量独立调节与精细结构分裂消除，为可扩展量子网络提供强大工具。
2025-04-03 physics.optics quant-ph
Deterministic generation of large-scale entangled photonic cluster state from interacting solid state emitters
创造大的高度纠缠的“簇”态的能力对于基于测量的量子计算是至关重要的。我们发现，确定性的多光子纠缠可以从耦合的固态量子发射器创建，而不需要任何两个量子比特门，无论发射器是否相同。特别是，我们提出了一个通用的方法，通过直接使用的始终在线的交换相互作用，结合单量子比特操作的控制纠缠创建。这是用来提供一个配方，用于产生二维，集群状态纠缠光子，可以进行与现有的实验能力在量子点。
2019-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of quantum Maxwell's demon with solid-state spins
关于麦克斯韦恶魔的长达一个世纪的悖论的解决揭示了信息论和热力学之间的深刻联系。虽然最初是作为一个思想实验引入的，但麦克斯韦的恶魔现在可以在几个物理系统中实现，从而对信息-热力学关系进行有趣的测试。在这里，我们报告的实验实现的量子版本的麦克斯韦恶魔使用固态自旋的信息获取和反馈操作的恶魔是通过有条件的量子门。这种实现方式的一个独特之处在于，恶魔可以从量子叠加态或与辅助观察者的纠缠态开始。通过量子态层析，我们测量了系统、Demon和Anchilla的熵，并讨论了相干和纠缠对结果的影响。量子实现麦克斯韦的恶魔增加了更多的可控性，这个自相矛盾的热机器，并可能会发现在量子热力学涉及微观系统的应用。
2017-11-28 quant-ph
Experimental Realization of Universal Geometric Quantum Gates with Solid-State Spins
实验实现一组通用的量子逻辑门是实现量子计算机的核心要求。量子计算的全几何方法提供了一个实现的范例，其中所有的量子门都是基于Berry相位及其非阿贝尔扩展，即从希尔伯特空间中的量子态的几何变换中获得的完整性。除了其基本兴趣和丰富的数学结构之外，几何方法还具有一些内置的抗噪功能。在实验方面，已经使用具有液体分子的热集合的核磁共振观察到几何相位和完整性，然而，已知这样的系统对于量子计算是不可缩放的。有人建议在可扩展的实验平台上实现几何量子计算，如捕获离子，超导量子比特或量子点，最近的实验已经实现了超导系统的几何单比特门。在这里，我们报告的实验实现了一套通用的几何量子门与固态自旋的金刚石缺陷。金刚石缺陷提供了一个可扩展的实验平台，具有室温量子计算的潜力，近年来引起了人们的强烈兴趣。基于该系统相干控制的进展，我们的实验表明，全几何和潜在的鲁棒量子计算可以实现与固态自旋量子比特。
2014-11-12 quant-ph
Experimental realization and self-testing of semisymmetric informationally complete measurements via a one-dimensional photonic quantum walk
School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）
该研究通过一维量子行走实验实现了半对称信息完备POVM，并以半设备无关方式进行了自检，为广义量子测量的量子认证提供了新方法。
2026-03-02 quant-ph
A hybrid quantum photonic interface for $^{171}$Yb solid-state qubits
YVO $_4$中的$^{171}$ Yb $^{3+}$具有良好的光寻址能力、优异的自旋特性和二次核自旋量子寄存器，是构建量子网络的一个有希望的候选者。然而，相关联的长光学寿命需要耦合到光学谐振器，以更快地发射单光子并便于控制单$^{171}$ Yb离子。以前，单个$^{171}$ Yb离子通过将它们耦合到经由长聚焦离子束铣削制造的单片光子晶体腔来寻址。在这里，我们设计并制作了一个基于离子耦合到GaAs光子晶体腔的渐逝场的混合平台。我们在实验上检测和演示了单个$^{171}$ Yb离子的相干光控制。对于最强耦合的离子，我们发现寿命减少了64倍。结果表明，一个有前途的路线走向量子网络与$^{171}$ Yb：YVO $_4$使用高度可扩展的平台。
2022-12-05 physics.atom-ph quant-ph
Photonic Quantum Computation with Waveguide-Linked Optical Cavities and Quantum Dots
提出了一种新的固态光子量子计算方案，将光腔中的光子作为量子比特来计算。量子门可以通过波导将腔与量子点耦合来实现。所提出的方案允许可编程和确定性的门操作和系统可以扩展到许多量子比特。
2011-01-18 quant-ph
Automated generation of photonic circuits for Bell tests with homodyne measurements
Université Paris-Saclay, CEA, CNRS, Institut de physique théorique（巴黎萨克雷大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、理论物理研究所）；Leonardo Innovation Labs – Quantum Technologies（莱昂纳多创新实验室——量子技术）
本文提出自动化框架，利用深度强化学习和量子光学模拟设计光子电路，实现显著违反CHSH不等式的贝尔测试实验。
2026-03-02 quant-ph
Microwave photonic crystals as an experimental realization of a combined honeycomb-kagome lattice
在2015年，用模拟人造石墨烯B的超导微波光子晶体进行了实验。Dietz，T. Klaus，M. Miski-Oglu和A. Richter，Phys.Rev.B91，035411（2015）]。相关联的态密度包括具有包括范霍夫奇点的相邻带的两个狄拉克点，从而展现出源自石墨烯的非寻常电子能带结构的特性特征。它们被一个共振密度特别高的狭窄区域隔开，对应于能带结构中的一个几乎平坦的能带，这让人联想到honome晶格--两种亚晶格的组合：蜂窝和kagome。我们证明，事实上，状态的密度，以及本征模的属性和波动的共振频率谱是很好地再现紧束缚模型的基础上的honome晶格。通过逆Monte-Carlo方法得到了很好的描述，从而证实了我们对微波光子晶体作为一种honome晶格的实验实现的解释，并回答了长期存在的问题，即对通常在不同形状的微波光子晶体中观察到的以两个Dirac点为边界的平带的起源的理解.
2020-11-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Photonic realization of erasure-based nonlocal measurements
相对论严格限制了量子力学中进行非定域测量的能力。研究这种非定域方案可以揭示这两个基本理论之间的关系。因此，在过去的几十年里，非局域测量激发了相当大的兴趣。然而，非定域测量的实验实施施加了深刻的限制，由于这样的事实，即相互作用哈密顿量不能包含，在一般情况下，非局部观测，如产品的本地观测属于不同的粒子在空间分离的区域。在这项工作中，我们实验上实现了一个计划的非本地测量的援助概率量子擦除。我们将此计划的任务进行高精度的非本地测量的奇偶校验，以及在贝尔的基础上，这并不需要经典的通信双方之间的测量。与其他技术不同，非局部测量结果在局部可用（在成功后选择时）。在非局域测量之后通过对系统执行量子层析成像重建的状态指示该方案在恢复非局域信息同时擦除各方先前获取的任何本地数据方面的成功。该测量方案允许实现具有任何耦合强度的任何受控-受控-门。因此，我们的研究结果有望在量子通信和量子计算中有概念和实际应用。
2019-10-24 quant-ph
Realization of a multi-node quantum network of remote solid-state qubits
纠缠态在未来量子互联网节点上的分布将从根本上开启新技术。在这里，我们报告的实验实现的三节点纠缠为基础的量子网络。我们将基于钻石通信量子位的远程量子节点结合到一个可扩展的相位稳定架构中，并辅以强大的存储量子位和本地量子逻辑。此外，我们还实现了跨网络的实时通信和前馈门操作。我们利用这个网络的新功能，实现两个规范的协议没有后选择：真正的多体纠缠态分布在三个节点和纠缠交换通过中间节点。我们的工作为探索、测试和开发多节点量子网络协议和量子网络控制栈建立了一个关键平台。
2021-02-08 quant-ph
Interfacing scalable photonic platforms: solid-state based multi-photon interference in a reconfigurable glass chip
本研究将量子点多光子源与可重构玻璃芯片结合，实现高速三光子干涉，并预测未来可支持约40 Hz的十光子实验。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic generation of large-scale photonic GHZ states utilizing spin echo in a solid-state quantum light source
The Physics Department and the Solid State Institute, Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院物理系与固体研究所）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院光电材料与技术国家重点实验室）；Guangdong Technion-Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）
本文展示一种基于半导体量子点的器件，利用自然自旋回波概念，可在GHz速率下确定性产生超过12个光子的GHZ态，有望改进为高性能GHZ源以降低光子量子技术开销。
2026-10-09 quant-ph
Many-Body Entanglement in Solid-State Emitters
Purdue University（普渡大学）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与工程中心）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Northwestern University（西北大学）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；Stanford University（斯坦福大学）
本文综述了固态量子发射体中多体相互作用和退相干抑制的最新进展，探讨了多体纠缠在量子计算和模拟中的应用。
2025-11-25 quant-ph
Atomic vapor quantum memory for a photonic polarization qubit
我们报道了一种用于光子极化量子比特的原子蒸气量子存储器的实验实现。极化量子比特的量子存储器的性能，实现了在两个空间上分离的温暖的铷原子在一个单一的蒸汽细胞的合奏电磁诱导的透明度，其特征在于与量子过程层析成像。在长达16 μs的存储时间内，工艺保真度优于0.91。
2010-11-25 quant-ph
Many-body coherent destruction of tunneling in photonic lattices
最近由Gong，Molina和Haenggi预测的相互作用的多玻色子系统的隧穿的多体相干破坏现象的光学实现[Phys.Rev.Lett. 103，133002（2009）]提出了用于工程波导阵列中的光传输。该光学系统使多体隧穿控制过程在Fock空间中的直接可视化成为可能
2011-11-15 quant-ph
Cloning of arbitrary mirror-symmetric distributions on Bloch sphere: Optimality proof and proposal for practical photonic realization
我们研究了能优于普适克隆的态相关量子克隆。这可以通过使用关于待克隆的给定量子态的一些先验信息来实现。具体地说，我们提出了量子最优镜像相位协变克隆的推广和光学实现，它是指泡利Z算子的期望值的模已知的量子比特集的最优克隆。我们的结果可以应用于Bloch球上任意镜像对称分布的量子比特的克隆，包括特殊情况下的普适克隆和相位协变克隆。我们表明，克隆是最优的，通过调整我们以前的最优性证明轴对称克隆[物理学评论82，042330（2010）]。此外，我们提出了一个光学实现的最佳镜像相位协变1到2克隆的量子位，其中成功克隆的平均概率从1/6到1/3取决于先验信息的一组量子位被克隆。量子比特由I型自发参量下转换产生的光子的偏振态表示。该方案是基于两个光子的干涉的非平衡偏振相关的分束器具有不同的垂直和水平偏振分量的分束比和额外的应用程序的前馈通过普克尔斯盒。仔细研究了所提出的设置的实验可行性，包括各种缺陷和损失，包括：（i）在I型自发参量下转换中产生纠缠光子对的有限效率，（ii）选择不平衡分束器的各种分束比的影响，（iii）常规和单光子鉴别探测器的应用，（iv）暗计数和探测器的有限效率。
2011-03-28 quant-ph
Experimental demonstration of an efficient, semi-device-independent photonic indistinguishability witness
光子不可逆性的有效和可靠的测量对于巩固光子学中量子优势的主张至关重要。现有的不可否认的证人可能容易受到执行漏洞的影响，这表明需要一种依赖于尽可能少的假设的衡量方法。在这里，我们介绍了一个半设备独立的证人的光子不可分割性和测量它的集成光子处理器，证明三光子不可分割性的方式是不敏感的实现错误，在我们的处理器。
2021-11-30 quant-ph
On-Chip Integration of Single Solid-State Quantum Emitters with a SiO$_2$ Photonic Platform
未来集成纳米光子器件的一个重要组成部分是单光子发射器和具有单光学模式的量子存储器的可扩展芯片上接口。在这里，我们提出了一个单一的固态量子位，氮空位（NV）中心，与光子平台组成的硅衬底上热生长的SiO $_2$完全确定性集成。该平台以其超低荧光和生产各种无源结构（如高Q微谐振器和模式尺寸转换器）的能力而脱颖而出。通过数值分析，可以确定一个最佳的结构，有效地耦合的偶极子发射器的导模。在实验上，预选NV发射器的集成与原子力显微镜和量子发射器的片上激发以及单光子耦合到集成结构的导模进行了演示。我们的方法显示了该平台作为具有固态量子位的片上光子结构的强大纳米级接口的潜力。
2019-05-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
A quantum logic gate between a solid-state quantum bit and a photon
集成量子光子学为量子网络、量子计算机和超低功率光电设备的可扩展固态实现提供了一条有前途的途径。许多这些应用的关键组件是光子量子逻辑门，其中固态量子位（qubit）的量子态有条件地控制光子量子位的状态。这些门对于发展稳健的量子网络、非破坏性量子测量和强光子-光子相互作用至关重要。在这里，我们实验上实现了一个光学光子和固态量子比特之间的量子逻辑门。量子比特由强耦合到纳米腔的量子点（QD）组成，纳米腔充当相干可控的量子比特系统，其在皮秒时间尺度上有条件地翻转光子的偏振，实现受控非（cNOT）门。我们的研究结果代表了向固态量子网络迈出的重要一步，并为探测超快时间尺度上的量子点-光子相互作用提供了一种通用的方法。
2013-04-02 physics.optics quant-ph
Super-resolved snapshot hyperspectral imaging of solid-state quantum emitters for high-throughput integrated quantum technologies
本研究首次将高光谱成像引入量子光学，利用一维平面腔的色散扩展模式从单张宽场图像超分辨提取量子点信息，可高通量确定性制备集成量子光子器件，有望推动该领域格局变革。
2023-11-05 physics.optics quant-ph
