Ultrafast spectral diffusion measurement on nitrogen vacancy centers in nanodiamonds using correlation interferometry
光谱扩散是窄谱线发射波长的随机跳跃现象。这种现象是固态量子发射体如量子点、分子或金刚石缺陷中心在集成量子光学技术中应用的主要障碍。在这里,我们提供了进一步的洞察纳米金刚石中的单氮空位中心的零声子线的光谱扩散的潜在过程,通过使用一种新的方法,基于光子相关干涉。该方法的工作,虽然光谱扩散率是几个数量级高于光子检测率,从而提高了六个数量级的纳米金刚石的先前实验的时间分辨率。我们研究了非共振激发下光谱扩散速率对激发功率、温度和激发波长的依赖性。我们的研究结果提出了一种策略,以增加钻石纳米晶体发射的光谱难以区分的光子的数量。
2012-11-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entanglement Enabled Intensity Interferometry
强度干涉(HanburyBrown-Twiss效应)是一个有趣而有用的概念,通常被认为是不可分辨粒子的量子统计的表现。在这里,通过利用投射和纠缠的可能性,我们大大拓宽了其中心思想的范围,消除了不可分割性的要求。因此,我们有可能获得许多新的可观测量,包括微妙的偏振相关性和纠缠本身。我们的考虑也揭示了超选择的物理意义。
2015-02-09 quant-ph
Improving quantum interferometry by using entanglement (to take a decision you'd better use entanglement)
我们解决了使用纠缠,以提高广义量子干涉测量的精度,即二进制测量的目的是确定是否已被施加扰动的给定设备。对于量子光学中最相关的操作,我们评估了最佳检测策略和最小可检测扰动的最终界限。我们的研究结果表明,纠缠辅助的策略,提高了歧视与传统的计划。还建议了一个具体的设置来接近最优策略的性能。
2001-10-17 quant-ph
Precisely resolve energy-time entanglement by dual channel Fabry-Perot interferometry
精确求解连续变化的成对光子能量-时间纠缠是量子光学中的一个重要问题。法布里-珀罗干涉仪提供了一个杰出的机会,为此目的,如果单光子脉冲的自干涉被小心地避免。本文提出并研究了一种双通道法布里-珀罗干涉仪,重点研究了高阶量子干涉效应。当这两个通道被适当地设置时,它能够详细地分辨能量-时间纠缠,类似于通常的法布里-珀罗干涉仪可以分辨经典光的光谱。对双通道法布里-珀罗干涉术的变形形式也进行了讨论。
2014-12-12 quant-ph
Entanglement of macroscopic test masses and the Standard Quantum Limit in laser interferometry
我们表明,产生纠缠的两个沉重的宏观镜的质量高达几公斤的高精度激光干涉测量技术的最先进的技术是可行的。这种演示的基础将是一个迈克耳孙干涉仪,该干涉仪具有悬挂的反射镜和在两个干涉仪输出端口处的同时零差检测。我们提出的纠缠的产生和标准量子极限(SQL)的自由质量之间的联系。SQL是操作干涉仪进行引力波检测的一个众所周知的参考极限,并提供了一个衡量在现实退相干过程存在的情况下何时可以观察到宏观纠缠的方法。
2007-11-08 quant-ph
Compared to light interferometers, the flux in cold-atom interferometers is low and the associated shot noise large. Sensitivities beyond these limitations require the preparation of entangled atoms in different momentum modes. Here, we demonstrate a source of entangled atoms that is compatible with state-of-the-art interferometers. Entanglement is transferred from the spin degree of freedom of a Bose-Einstein condensate to well-separated momentum modes, witnessed by a squeezing parameter of -3.1(8) dB. Entanglement-enhanced atom interferometers open up unprecedented sensitivities for quantum …
2020-11-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entanglement Enabled Intensity Interferometry of Different Wavelengths of Light
我们提出的方法来执行具有两个不同波长的光子的强度干涉。可区分的粒子通常不能相互干扰,但我们通过纠缠和投影处理粒子来克服这一障碍,使它们在检测设备上达到相同的最终状态。具体来说,我们讨论了如何准相位匹配的非线性晶体可以用来转换不同波长的光的量子叠加到一个共同的波长,同时保留其有意义的干涉所必需的相位信息。因此,我们获得了大量新的可观测量,可以探测微妙的频率相关性和纠缠。此外,我们推广了van Cittert-Zernike公式的扩展源的强度干涉,演示了我们的建议如何支持具有不同光谱特性的源的增强分辨率,并提出了潜在的应用。
2019-04-30 quant-ph
Entanglement interferometry for precision measurement of atomic scattering properties
我们报道了用俘获的~(87)Rb原子对实现的两粒子物质波干涉仪。每对原子被限制在光晶格势的单个位置。该干涉仪的实现是通过首先产生两个原子的相干自旋混合,然后通过费什巴赫共振调节态间散射长度。态间散射长度的选择性变化导致了两粒子态的纠缠动力学,这种纠缠动力学可以在拉姆齐干涉实验中检测到。这种纠缠动力学被用于原子相互作用参数的精确测量。此外,干涉仪允许以非破坏性的方式分离具有一个或两个原子的晶格位置。
2003-10-30 cond-mat.soft physics.atom-ph quant-ph
Phase transitions, entanglement and quantum noise interferometry in cold atoms
我们发现,纠缠单调可以表征显着增强的纠缠在量子相变,如果他们是敏感的长程高阶关联。这些单调被发现开发一个尖锐的峰值在临界点,并表现出普遍的标度。我们证明了噪声相关性也具有类似的特征,并验证了这些实验上可获得的量确实编码了纠缠信息和探针可分性。
2008-03-05 cond-mat.other quant-ph
Entanglement is a fundamental resource that allows quantum sensors to surpass the standard quantum limit set by the quantum collapse of independent atoms. Collective cavity-QED systems have succeeded in generating large amounts of directly observed entanglement involving the internal degrees of freedom of laser-cooled atomic ensembles. Here we demonstrate cavity-QED entanglement of external degrees of freedom to realize a matter-wave interferometer of 700 atoms in which each individual atom falls freely under gravity and simultaneously traverses two paths through space while also entangled wit…
2022-05-12 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement Detection with Single Hong-Ou-Mandel Interferometry
纠缠不仅是理解多体量子系统的基础,而且在量子信息应用中也有广泛的应用。尽管投入了大量的努力,到目前为止,很少有人知道最小的资源,用于检测纠缠,也比较层析成像,揭示了完整的表征。在这里,我们表明,所有的纠缠态一般可以检测到的实验方案,估计两个纯量子态的保真度。本文提出了一个实验方案,在该方案中,无论量子系统的维数或模数如何,都只使用两个探测器。这表明纠缠检测的测量设置通常不等同于层析成像:量子层析成像中的检测器数量随着维度和模式的增加而增加,而在检测纠缠态的保真度估计中并非如此。
2016-06-01 quant-ph
Entanglement generation and multiparticle interferometry with neutral atoms
我们研究了涉及少量相互作用粒子的状态的制备和操纵。通过控制势阱的分裂和熔合,我们展示了如何相互转换莫特绝缘体和捕获的类玻色-爱因斯坦凝聚态。我们还讨论了“薛定谔猫”状态的产生分裂的微陷阱,并考虑到实际产生的井之间的不对称性。这些方案可以用来进行中性原子的多粒子干涉测量,只有当所有参与的粒子都被测量时才能观察到干涉效应。
2003-04-09 quant-ph
Ultrafast Measurement of Energy-Time Entanglement with an Optical Kerr Shutter
本文利用单模光纤中的光学克尔快门实现亚皮秒级能量-时间纠缠光子对关联测量,并结合联合光谱测量通过违反时间-带宽不等式验证纠缠。
2023-05-23 quant-ph
Electronic entanglement via quantum Hall interferometry in analogy to an optical method
我们提出了一个在量子霍尔系统中利用电子-空穴对隧穿辐射产生轨道纠缠的干涉方案。所提出的设置是Cabello等人提出的光学干涉仪的电子版本。102,040401(2009)],并且利用现有技术是可行的。它需要单通道传播和单一的主要来源。我们讨论了纠缠的产生和它的检测违反一个贝尔不等式。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energy entanglement in neutron interferometry
利用了单个中子的自旋、路径和(总)能量自由度之间的纠缠。我们实现了一个三重纠缠的Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)类态,并相干操纵了二能级量子子系统的相对相位。Mermin推导的一个不等式被应用于分析生成的类GHZ态:我们确定了四个期望值,最终得到M=2.558 +/- 0.004,这明显高于阈值2。这证明了单粒子系统中三重纠缠类GHZ态的Mermin不等式的违反,从而表明了非上下文假设与量子力学之间的明显不一致,证实了量子上下文性.
2010-08-04 quant-ph
Entanglement and statistics in Hong-Ou-Mandel interferometry
Hong-Ou-Mandel干涉术允许人们检测双光子输入态中纠缠的存在。对于服从费米子统计的两粒子输入态,同样的结果也成立。然而,在后一种情况下,抗弹跳在干涉仪响应中引入了质的差异。在Gedanken实验中分析了这种效应,其中假设进入干涉仪的粒子属于一个单参数的量子族,该量子族在玻色子和费米统计之间连续插值。
2006-07-01 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Ultrafast deterministic generation of entanglement in a time-dependent asymmetric two-qubit-cavity system
我们提出了一个在两个腔QED系统(冷囚禁离子和飞行原子)中控制产生具有{ \em any}期望纠缠度和{ \em prescribed}对称性的纯两量子比特态的有效方案.这是通过共振离子/原子腔耦合,这是时间依赖性和不对称的,导致捕获真空状态的条件下,不会出现相同的耦合。耦合比的作用中的对偶性产生具有给定并发但相反对称性的状态。文中还讨论了该方案的实验可行性。
2003-11-17 quant-ph
Matters Arising: Entanglement-enhanced matter-wave interferometry in a high-finesse cavity
本文针对2022年《Nature》上一篇声称利用700个原子纠缠实现超出标准量子极限3.4 dB灵敏度的物质波干涉测量研究提出商榷,指出其结论错误,实际灵敏度比声称值至少差39倍,未超出标准量子极限也未超过单原子水平。
2023-05-03 quant-ph
Nonlocal cancellation of dispersion in Franson interferometry
色散及其抵消在基于纠缠的非定域量子测量中具有重要的实际意义。我们报告的第一个演示取消飞秒级色散反转之间的长路径和短路径的差分色散的符号,只有一个手臂的光纤为基础的Franson干涉仪。我们将原本有限的量子可见性恢复到前所未有的99.6%,并将时间-能量纠缠置于与偏振纠缠相同的质量水平,用于量子信息处理应用。
2013-08-16 quant-ph
On-demand generation of entanglement of atomic qubits via optical interferometry
在光干涉的框架内,研究了单原子量子比特通过公共光子通道按需产生纠缠的问题。如预期的那样,对于以相干激光束作为输入的马赫-曾德尔干涉仪,需要高精细度的光学腔来克服对自发发射的敏感性。然而,我们表明,与双福克输入,有用的纠缠可以在原则上创建没有腔增强。这两种方法都需要单光子分辨探测器,最好的结果将通过结合腔反馈和双福克输入。这种方法可以允许使用双光子输入和当前可用的反射镜和检测器技术的$.99$的保真度。此外,我们研究了基于NOON状态的干涉仪,并表明它们的性能类似于双福克状态,但不需要高精度的光电探测器。目前的干涉方法可以作为一个通用的,可扩展的电路元件的量子信息处理,从快速量子门,确定性隐形传态,纠缠交换$etc.$,可以实现与援助的单量子比特操作。
2008-03-24 quant-ph
Multi-parameter Entanglement in Quantum Interferometry
在超快和连续波泵浦的情况下,使用各种孔径形状和尺寸,探讨了多参数纠缠在共线II型自发参量下转换量子干涉中的作用。我们已经开发和实验验证了下转换理论,认为量子态,可以同时纠缠的频率,波矢量和偏振。特别是,我们证明了从熟悉的三角形干涉倾角,如不对称性和峰化的偏差。这些发现提高了我们控制自发参量下转换产生的量子态的能力,并且应该证明对那些追求下转换光的许多拟议应用的人有用。
2001-12-19 quant-ph
Bell test of quantum entanglement in attosecond photoionization
本文通过第一性原理模拟贝尔检验协议,预测强场圆偏振红外激光电离惰性气体原子时会出现贝尔不等式显著违背,为在阿秒光致电离中直接观测量子纠缠并揭示超快分子动力学中的纠缠特征提供了新途径。
2024-01-12 physics.atom-ph quant-ph
Direct characterization of ultrafast energy-time entangled photon pairs
能量-时间纠缠光子在许多量子光学现象中是至关重要的,并且已经成为量子信息协议中的重要元素。这种自由度的纠缠通常表现在超快的时间尺度上,使得无论采用直接还是干涉技术都很难检测到,因为光子计数探测器的时间分辨率不足。在这里,我们实现了基于非线性相互作用和强飞秒激光脉冲的超快光子计数器,以探测能量-时间纠缠在这个重要的制度。使用这种技术和单光子光谱仪,我们的特点是所有的光谱和时间的两个纠缠光子的飞秒分辨率的相关性。这使得见证能量-时间纠缠使用不确定性关系和直接观察超快时间尺度上的非局域色散抵消。这些技术对于理解和控制超快量子光学中光的能量-时间自由度至关重要。
2017-10-31 quant-ph
Many-Particle Interferometry and Entanglement by Path Identity
我们介绍了一个一般的多粒子干涉测量方案,其中使用两个相同的源和“哪一种方式的信息”被消除,使一个或多个粒子的路径相同(路径身份)。该方案允许我们产生多粒子纠缠态。我们提供了这些状态的一般形式,并表明它们可以表示为各种Dicke状态的叠加。我们说明的情况下,该计划产生最大纠缠的两个量子比特的状态(贝尔态)和最大的三个纠缠态(三粒子格林伯格-霍恩-蔡林格类状态)。该方案的一个显著特点是可以在不与纠缠粒子相互作用的情况下操纵纠缠态;例如,可以在两个不同的贝尔态之间切换。此外,每个纠缠态对应于一组多粒子干涉图样。这些图案的可见性和量子态中的纠缠量是相互联系的。该方案还允许我们在不与纠缠粒子相互作用的情况下改变纠缠的可见性和量,因此,有可能在量子信息科学中发挥重要作用。
2018-09-21 quant-ph
Sensing and measurement tasks in severely adverse conditions such as loss, noise and dephasing can be improved by illumination with quantum states of light. Previous results have shown a modest reduction in the number of measurements necessary to achieve a given precision. Here, we compare three illumination strategies for estimating the relative phase in a noisy, lossy interferometer. When including a common phase fluctuation in the noise processes, we show that using an entangled probe achieves an advantage in parameter estimation precision that scales with the number of entangled modes. Thi…
2021-10-14 quant-ph
Quantum-coherent nonlinear interferometry using electron-phonon systems for entanglement-assisted terahertz sensing
本研究提出一种量子相干非线性干涉测量理论框架,将非线性介质建模为有源电子-声子量子系统,实现两阶段纠缠建立,可通过近红外探测间接读出太赫兹信号,为纠缠辅助太赫兹传感提供新路径。
2025-10-30 quant-ph
Nonlocal Interferometry Using Macroscopic Coherent States and Weak Nonlinearities
描述了一种利用相位纠缠宏观相干态进行非局域干涉测量的方法。所需的纠缠可以使用弱非线性产生,而贝尔不等式可以使用单光子作为探针违反。纠缠是相对稳健的光子损失和贝尔不等式可以违反在光纤中的相对较大的距离,尽管大量的光子被吸收的过程中的事实。
2013-05-13 quant-ph
Ultrafast optical control of entanglement between two quantum dot spins
两个量子比特之间的相互作用使纠缠成为可能,这种两粒子相关性是量子信息科学的核心。在半导体量子点中,许多工作集中在使用光学技术演示单自旋量子比特控制。然而,两个自旋量子比特的纠缠的光学控制仍然是从单个量子比特扩展到成熟的量子信息平台的主要挑战。在这里,我们将垂直堆叠量子点的进展与超快激光技术相结合,以实现对两个电子自旋纠缠态的光学控制。每个电子都在一个单独的InAs量子点中,自旋通过隧穿相互作用,其中隧穿速率决定了纠缠操作的执行速度。这里实现的双量子位门速度比其他系统快一个数量级。这些结果证明了光控量子点自旋在多量子比特系统中的可行性和优势。
2010-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-Mediated Entanglement Generation Via Landau-Zener Interferometry
我们展示了量子控制和纠缠产生使用的朗道-齐纳分束器通过耦合两个transmon量子比特的超导腔形成。通过避免交叉的腔介导的量子比特-量子比特的单通道提供了朗道-齐纳跃迁公式的直接测试。连续扫描导致朗道-齐纳-施托克伯格干涉图样,其可见度可以通过调节非绝热和绝热区域的水平速度来灵敏地调谐。双量子位态层析成像表明,贝尔态可以通过单通道产生,保真度为78%,受量子位弛豫的限制。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multi-photon entanglement and interferometry
多光子干涉揭示了严格的非经典现象。它的应用范围从量子力学的基本测试到光子量子信息处理,其中迄今为止实现的关键实验的很大一部分来自多光子态操纵。我们回顾的进展,理论和实验,这一迅速推进的研究。重点是各种形式的光子纠缠的产生,量子力学完整性的测试(特别是对局域实在论的违反),用于量子通信的量子信息协议(例如,量子隐形传态、纠缠纯化和量子中继器),以及利用线性光学的量子计算。我们将限制我们的审查范围,以“少光子”的现象,涉及离散观测测量。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Assisted Non-local Optical Interferometry in a Quantum Network
Harvard University(哈佛大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Boston University(波士顿大学);John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University(哈佛大学生物工程与应用科学学院);IonQ Inc.(IonQ公司)
本研究利用量子网络中的纠缠量子记忆,实现了远程非局域相位测量,展示了1.55公里光纤链路下的微分相位测量能力,为量子增强成像应用提供新途径。
2025-09-12 quant-ph
Noise-Robust Ultrafast Entanglement Generation in Rydberg Atoms via Quantum Optimal Control
Hunan Key Laboratory of Super-Microstructure and Ultrafast Process, School of Physics, Central South University(中南大学物理学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室)
研究通过量子最优控制理论,在Rydberg原子中实现超快纠缠生成,分析了激光噪声对贝尔态保真度的影响,发现相位噪声是主要限制因素,提出双脉冲结构在无噪声情况下可达到99%保真度。
2026-04-21 quant-ph
Franson interferometry is a well-known quantum measurement technique for probing photon-pair frequency correlations that is often used to certify time-energy entanglement. We demonstrate the complementary technique in the time basis, called conjugate-Franson interferometry, that measures photon-pair arrival-time correlations, thus providing a valuable addition to the quantum toolbox. We obtain a conjugate-Franson interference visibility of $96\pm 1$% without background subtraction for entangled photon pairs generated by spontaneous parametric down-conversion. Our measured result surpasses the …
2021-04-30 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
Concurrence-Driven Path Entanglement in Phase-Modified Interferometry
Boston University(波士顿大学);Ankara University(安卡拉大学)
本文提出了一种新的实验装置,通过建立路径纠缠与纠缠度之间的直接关系,展示了联合探测概率不仅受相位偏移影响,还受由粒子运动方向与光束分裂器轴间角度决定的纠缠度影响。
2024-11-11 physics.optics quant-ph
Unconditional Security of Time-energy Entanglement Quantum Key Distribution using Dual-basis Interferometry
高维量子密钥分发(HDQKD)提供了高安全密钥速率和高光子信息效率的可能性。我们考虑了基于自发参量下转换产生的时间-能量纠缠的HDQKD,并证明了它对集体攻击是安全的。它的安全性取决于可见性数据-从弗兰森和共轭弗兰森干涉仪-探测光子对频率相关性和到达时间相关性。从这些测量上界可以建立窃听者的Holevo信息通过翻译的高斯态安全分析连续变量量子密钥分发,使它适用于我们的协议。我们表明,可见性数据从刚才的弗兰森干涉仪提供了一个较弱的,但仍然有用的,安全的密钥速率下限。为了处理多对发射,我们将诱饵状态的方法纳入我们的协议。结果表明,在光纤传输距离超过200 km时,时间能量纠缠HDQKD的安全密钥速率可达700 bit/s,在密钥生成阶段,光子信息效率为2个安全密钥比特/光子符合,接收机系统效率为15%。
2014-01-23 quant-ph
Entanglement certification via causal-order interferometry in a quantum switch
Peking University(北京大学);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Shanxi University(山西大学)
该研究利用量子开关的因果序干涉术,通过插入局域幺正变换,在多种噪声模型下扩大了可认证纠缠的噪声参数区域,实现了更优的纠缠认证效果。
2026-08-17 quant-ph
Polarization-path-frequency entanglement using interferometry and frequency shifters
提出一种利用干涉测量装置和频移器生成并控制偏振-路径-频率超纠缠态的方案,通过偏振控制量子行走实现多自由度操纵,并以负性计算验证了子空间间纠缠的可控性。
2021-12-01 quant-ph
Entanglement conditions involving intensity correlations of optical fields: the case of multi-port interferometry
在[Phys. Rev. A { \bf 95},042113(2017)]中引入的归一化量子斯托克斯算子使人们能够更好地观察具有未定义光子数的光场纠缠态的非经典相关性。对于一个给定的实验,新的量子斯托克斯算符定义为偏振器出口处测量的强度(或光子数)之差除以它们的总和。要平均的是这个比率,而不是像传统方法那样分别计算分子和分母。新方法允许构建更强大的纠缠指标对光子损失噪声,它可以检测纠缠光学状态的情况下,证人使用标准斯托克斯运营商失败。在这里,我们展示了这种方法的扩展,超越了与极化相关的现象。讨论了多模明亮压缩真空态中光束产生关联的类EPR实验。EPR启发的纠缠条件的所有素数的模式。这些条件比采用标准Glauber类强度相关性的类似条件更能抵抗光子损失引起的噪声。
2018-03-01 quant-ph
There is more to quantum interferometry than entanglement
纠缠一直是量子力学的特征之一,但最近的发展强调了超越纠缠的量子性对量子基础和技术的重要性。我们证明了纠缠不能完全捕获量子干涉测量中的最坏情况下的灵敏度,当量子探针被用来估计由哈密顿量,固定的能级,但可变的本征基,作用于一个臂的干涉仪的相位印记。这是通过定义一个二分纠缠单调量身定制的干涉设置,并证明它永远不会超过所谓的干涉功率,一个数量依赖于更一般的量子相关性超越纠缠,并捕获相关的资源。然后,我们证明了当局部交换性保持操作应用于量子位探针时,干涉功率永远不会增加,这是验证这样的量作为真正的量子相关单调性的重要一步。这些发现是伴随着室温下的核磁共振实验研究,其中两个量子比特状态的极端(最大和最小)干涉功率在固定的纠缠的生产和特点。
2017-05-08 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Long-distance teleportation of atomic qubit via optical interferometry
在马赫-曾德尔光学干涉仪的框架下研究了单原子量子比特通过公共光子通道的远距离隐形传态问题。正如预期的那样,当相干态用作输入时,需要高精细度光学腔来克服对自发发射的敏感性。然而,我们发现,一个数压缩的光场在一个twin-Fock态,原则上可以创建有用的纠缠没有腔增强。这两种方法都需要单光子计数探测器,最好的结果是通过结合腔反馈与双福克输入。这种方法可以允许使用双光子输入和当前可用的反射镜和检测器技术的$.99$的保真度。此外,该方法可以方便地扩展到产生多点纠缠和纠缠交换,这两者都是量子网络中的必要条件。
2006-09-27 quant-ph
Ultrafast switching of photonic entanglement
为了部署和运行利用现有电信基础设施的量子网络,必须能够以最小的损耗和信号带噪声高速路由纠缠光子,并且最重要的是-不干扰光子的量子态。在这里,我们提出了一个开关,满足这些要求,并在单光子水平上表征其性能;它表现出200 ps的开关窗口,120:1的对比度,1.5 dB的损失,并没有引起可测量的退化切换光子的纠缠态保真度(< 0.002)。此外,由于这种类型的开关耦合了时间和空间自由度,因此它提供了一种重要的新工具,可以在单个光子中编码多量子比特状态。作为这种能力的原理证明,我们从双通道时分复用纠缠光子流中解复用单个量子信道,有效地在五量子比特双光子态的两量子比特子空间上执行受控比特翻转。
2011-01-06 quant-ph
Nonlocal Handbury-Brown Twiss Interferometry & Entanglement Generation from Majorana Bound States
我们表明,一个一维设备支持一对马约拉纳束缚态在其两端可以产生显着的Hanbury-Brown Twiss像干涉效应以及分离狄拉克费米子的相关能量。我们发现,同时散射的两个入射电子或两个入射空穴从马约拉纳束缚态导致专门的电子空穴的最终状态。这种在电子-空穴内部赝自旋空间中的“反聚束”可以通过电流-电流关联来检测。此外,我们表明,通过散射适当的自旋极化电子从马约拉纳束缚态,可以工程师的非本地纠缠的电子自旋量子信息的应用。上述两种现象应该在不同的物理系统中可以观察到,从而能够检测到低能马约拉纳模式的存在。
2011-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wavelength-Multiplexed Quantum Networks with Ultrafast Frequency Combs
高度纠缠的量子网络簇态是量子计算\cite{Nielsen2006,Lloyd2012}最新方法的核心。然而,用于构建光量子网络的当前方法一次一个节点地\cite{Furusawa2008,Furusawa2009,Peng2012}这样做,这缺乏可扩展性。在这里,我们展示了\emph{single-step}制造的多模量子网络的参数下转换的飞秒频率梳。超快脉冲整形\cite{weiner2000}被用来表征梳状结构的光谱纠缠\cite{vanLoock2003}。10个光谱区域之间的511个可能的二分区中的每一个被示出为纠缠的;此外,本征模分解揭示了8个独立的量子信道\cite{Braunstein2005}(qumodes)被包含在梳内。这种纠缠通过利用频率纠缠来提高量子信道容量,将经典的波分复用(WDM)概念引入到量子域。量子频率梳易于寻址,相对于退相干是鲁棒的,并且是可扩展的,这使得它成为量子信息的独特工具。
2013-07-04 quant-ph
Event-based simulation of neutron interferometry experiments
一个离散事件的方法,这已经被证明是一个因果关系的解释,许多量子光学实验,适用于单中子干涉实验。模拟算法产生一个逻辑上一致的描述,在个别中子,并不需要知识的波动方程的解决方案。它表明,模拟方法再现了几个单中子干涉实验的结果,包括实验,在量子理论语言,涉及纠缠。我们的结果表明,经典(非哈密顿)系统可以表现出相关性,在量子理论与干涉和纠缠,也当所有的粒子发射的源占。
2012-08-11 physics.comp-ph quant-ph
Ultrafast Many-Body Dynamics in an Ultracold Rydberg-Excited Atomic Mott Insulator
该研究在三维单位填充原子 Mott 绝缘体的里德伯激发晶格中,用阿秒精度 Ramsey 干涉观测皮秒多体动力学,并证明需纳入量子涨落,为模拟强关联电子动力学提供平台。
2022-01-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Large Spin Stern-Gerlach Interferometry for Gravitational Entanglement
本文将检验引力量子本质的双质量纠缠实验推广到任意自旋 j,提出可分裂为 2j+1 条轨迹的广义 Stern-Gerlach 干涉仪,并发现大自旋能适度增强引力诱导纠缠。
2023-12-08 gr-qc quant-ph
Entanglement-enhanced measurement of a completely unknown phase
未知相位的高精度干涉测量是许多科学技术领域中计量学的基础。量子纠缠提供了灵敏度的增加,但是目前的技术仅超过了经典干涉测量法用于测量关于已知相位的小变化的极限。在这里,我们介绍了一种技术,结合纠缠态与自适应算法,以精确地估计一个完全未指定的相位,获得更多的信息,每个光子是可能的经典。我们利用该技术首次进行了量子纠缠增强的光学相位测量。这种方法将能够使用干涉测量法快速、精确地确定未知相移。
2010-03-26 quant-ph
Real-time observation of picosecond-timescale optical quantum entanglement toward ultrafast quantum information processing
本文在连续波系统中实现了皮秒级光学EPR关联的实时观测,利用6-THz带宽光参量放大器提升70-GHz零差探测器效率,测得40-ps周期波包中低于散粒噪声4.5 dB的量子关联,将可访问量子关联加速至25-GHz,推动超快光学量子信息处理。
2024-03-12 quant-ph
Phase magnification by two-axis countertwisting for detection noise robust interferometry
纠缠增强的原子干涉术具有超越标准量子极限并最终达到海森堡极限的潜力。然而,实验进展受到各种技术噪声源的阻碍,包括输出量子态检测中的噪声。检测噪声的影响可以在很大程度上通过利用回波方案来克服,其中在干涉仪序列之后重复产生纠缠的相互作用。在这里,我们提出了一个回声协议,使用两个轴的反扭曲作为主要的非线性相互作用。我们证明了该计划是强大的检测噪声和它的性能优于已经证明的单轴扭转回波计划。特别是,灵敏度保持海森堡标度在一个大的粒子数的限制。最后,我们表明,该协议可以实现与旋量玻色-爱因斯坦凝聚体。因此,我们的研究结果概述了一个现实的方法来减轻量子增强干涉测量中的检测噪声。
2018-05-02 quant-ph
Quantum interferometry in multi-mode systems
我们考虑的情况下,通过每个臂的干涉仪传播的信号具有复杂的多模结构。我们发现了粒子纠缠与相位估计超过散粒噪声极限的可能性之间的关系。我们的结果是一般的-他们适用于纯态和混合态的相同和可区分的粒子(或两者的组合),为一个固定的和波动的粒子数。我们还指出,通常用于检测纠缠的方法在双模系统中可以给出误导的结果时,应用到多模的情况下。
2017-06-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-local temporal interferometry for highly resilient free-space quantum communication
本文通过部署相位稳定的非局域Franson干涉仪,在10.2公里自由空间分发多维能量-时间纠缠光子,实现维度自适应QKD协议,获得正渐近密钥率,展示了高维纠缠在量子通信中的潜力。
2022-04-15 quant-ph
Induced Coherence in Quantum and Classical Interferometry: Origin and Control
The Institute of Mathematical Sciences(马蒂马拉科学院);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立学院);Institute of Science, Banaras Hindu University(贝拿勒斯印度教大学理学院);Centre for Quantum Science and Technology, Siksha ‘O’ Anusandhan(锡克沙'O'安苏丹量子科学与技术中心);Indian Institute of Science Education and Research (IISER), Kolkata(加尔各答印度科学教育与研究学院)
本文证明量子诱导相干干涉仪中三重关系成立,经典配置恢复二象性不等式,并探索相干性与纠缠的起源及控制方法,揭示路径不可区分性的互补作用。
2026-09-29 quant-ph
Complementarity and Uncertainty in Mach-Zehnder Interferometry and beyond
从这些原则的各种形式化的调查开始,互补性和不确定性的原则之间的联系和对比的一个连贯的帐户。的概念分析说明了一组实验方案的基础上马赫-曾德尔干涉。特别地,通过与探针系统的纠缠和(定量)量子擦除的路径检测被展示为构成物理量、路径和干扰观测量的互补对的联合非锐化测量的实例。分析使用的表示的观测值为正算子值的措施(POVM)。互补的实验选项的同时unsharp准备和测量的意义上的和解表示在不同种类的不确定性关系。互补性的特点,体现在本例中的相互排斥的路径检测和干扰观察,恢复作为一个极限情况下,从适当的不确定性关系。我们注意到,互补原理和不确定原理既不是完全逻辑独立的,也不是彼此的逻辑结果。由于纠缠是(复合系统)量子特性不确定性的一个实例,因此将不确定性和纠缠作为可能的互补机制来相互对抗是没有意义的。
2006-09-06 quant-ph