Two Mode Photon Bunching Effect as Witness of Quantum Criticality in Circuit QED
我们提出了一个利用两个光子模同时耦合到临界系统的量子关联来探测量子相变(QPT)中的临界现象的方案。作为一种实验上可实现的物理实现,电路QED系统由电容耦合的约瑟夫森结量子比特阵列与超导传输线谐振器(TLR)相互作用形成。它实现了一个伊辛链在横向场(ICTF)的相互作用的两个磁模在TLR中传播。我们证明,在临界附近,原本独立的场由于与ICTF的相互作用而倾向于显示光子聚束效应。因此,量子点的发生可以通过光子场的量子特性来反映。
2008-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental certification of contextuality, coherence and dimension in a programmable universal photonic processor
针对高维量子特性认证的指数复杂度难题,研究团队借助飞秒激光直写的六模可编程光子处理器,通过成对重叠测量实现了最高5维量子系统的相干性、维度见证量实验认证,验证了量子上下文性对量子问询任务优势的支撑作用,为集成光子平台的量子特性认证提供了高效新途径。
2023-11-06 quant-ph
Photonic analogue of Mollow triplet with on-chip photon pair generation in dressed modes
与原子物理学进行类比是光子技术的一个强有力的工具,拓扑光子学和基于宇称-时间对称性的非厄米光子学的最新发展就是证明。莫洛三重态是一种重要的原子效应,具有重要的基础和技术意义。在这里,我们展示了类似的莫洛三重态与量子光子系统。光子纠缠是通过多模相干耦合引入的缀饰光子模中的自发非线性过程产生的。我们进一步证明了光子系统的灵活性,以实现不同的配置的修饰状态,导致控制修改的Mollow三重态。我们的工作将使复杂的原子过程的调查和实现基于光子系统的独特的量子功能。
2021-07-15 physics.optics quant-ph
Witnessing genuine multi-photon indistinguishability
玻色子干涉是一种基本的物理现象,它被认为是量子计算优势的核心。因此,有必要开发实用的工具来见证它的存在,无论是对量子源的可靠评估还是基础研究。在这里,我们描述了如何线性干涉仪可以用来明确地见证真正的n-玻色子不可分割性。违反建议的证人的数量限制的程度多玻色子的不可解释性,我们还提供了一个新的直观模型,使用集合论。我们实验性地实现了这个测试,以约束我们使用参数下转换准备的状态中的3光子不可逆性的程度。我们的方法为实际的光子应用提供了一个方便的工具,并可能激发我们采用的操作框架的基础上进一步的根本性进展。
2018-04-04 quant-ph
Experimental test of rotational invariance and entanglement of photonic six-qubit singlet state
我们实验测试了单重态的六光子量子比特推广的不变性。我们的结果与理论相一致。不变性对于克服某些类型的退相干是有用的。我们还实验检测纠缠的状态使用适当的见证观察,本地观察组成。我们的结果清楚地表明,测试的设置,这是非常稳定的,是一个很好的候选人实现各种多方量子通信协议。所产生的状态的估计保真度是非常高的:它揭示了非常强的EPR六光子相关的错误率低于6%。
2009-03-18 quant-ph
A witness to quantify high-dimensional entanglement
利用光子的高维纠缠可以通过增加光子信息容量来扩展量子通信和信息处理协议的带宽。然而,在更高的维度纠缠的表征是实验上具有挑战性的,因为所需的测量的数量的规模不利的尺寸。虽然边界可以用来证明高维纠缠,但它们不能量化量子态纠缠的程度。在这里,我们提出了一个既可以作为纠缠度量又可以作为维度见证的量化度量,我们称之为P-并发。我们通过要求纠缠扩展到构成高维状态的量子比特子空间来获得这种措施。的P-并发的计算是不依赖于重建完整的密度矩阵,并需要更少的测量相比,标准的量子态断层扫描的数量级。这允许更快和更有效地表征高维量子态。
2017-10-19 quant-ph
Insufficiency of avoided crossings for witnessing large-scale quantum coherence in flux qubits
基于用约瑟夫森结分段的超导回路进行实验(例如,通量量子比特)显示宏观量子行为的意义上薛定谔的猫的例子?最近在这场辩论中提出了各种基于微观和现象学模型的论点。我们通过适应(通量量子比特)大尺度量子相干性的框架来解决这个问题,该框架已经成功地应用于自旋系综和光子系统。我们表明,当代实验可能会显示量子相干性超过100倍以上的经典制度的实验。然而,我们认为,经常使用的示范避免交叉的能量谱是不足以作出结论的存在大规模的量子相干性。提出了替代的、严格的证人。
2018-04-27 quant-ph
Optimal experimental demonstration of error-tolerant quantum witnesses
在宏观尺度上测试量子理论是一个长期的挑战,可能有助于物理学的革命。例如,实验室测试(如纳米机械或生物系统中预期的测试)可能会排除宏观现实主义:宏观物体的属性客观存在并且可以非侵入性测量的想法。这种研究可能会受到i)严格的实验要求,ii)边际统计显著性和iii)逻辑漏洞的影响。我们解决所有这些问题,通过细化两个测试的宏观现实主义,或“量子的不确定性”,并实现它们在一个光子量子比特和qutrit的微观测试。第一个证人预示着一个盲目的测量的侵入性,其最大的违规已被证明是在研究中的系统的维数增长。第二个见证预示着一般量子操作的侵入性,并且可以在任何维度上实现其最大违反-因此它允许最高的量子信噪比和对经典观点的最重要反驳。
2017-02-20 quant-ph
Resource-efficient measurement device independent entanglement witness
实验测量方案的不完善可能导致错误地识别或高估量子系统中的纠缠。最近的解决方案是定义对测量缺陷具有鲁棒性的方案-测量设备独立的纠缠见证(MDI-EW)。在这里,我们介绍了一种新的方法MDI-EW,它显着降低了实验的复杂性,适用于广泛的物理系统。该方案不需要预先描述量子态,无检测环洞,对经典通信具有鲁棒性,适用于所有纠缠量子比特态。我们专注于光子纠缠,实验产生和测试二分Werner态,改变纠缠从最大纠缠Bell态,过去的非局域态的约束,并下降到1/3的可分离的约束。我们见证了纠缠下降到接近0.4的纠缠态分数。这些结果可能是特别感兴趣的设备无关的量子随机数生成。
2015-10-05 quant-ph
Hybrid Quantum-Classical Learning of Nonlinear Entanglement Witnesses via Continuous-Variable Quantum Neural Networks
该研究提出一种混合量子-经典框架,利用连续变量量子神经网络直接从量子数据学习非线性纠缠见证,在双模和三模上实现超99%分类准确率,并证明其理论近似能力,为数据驱动量子态表征提供新途径。
2025-09-07 quant-ph
Multipartite entanglement distribution in a topological photonic network
本研究提出一种含交替跳跃的光子腔晶格构建改进多域SSH链,每个边界耦合量子比特,通过光子拓扑传输按需纠缠任意量子比特集,验证了其产生两体与多体纠缠的能力,为可扩展量子信息处理提供平台。
2025-02-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interfacing single photons and single quantum dots with photonic nanostructures
光子纳米结构提供了剪裁光与物质之间相互作用的手段,并且在过去的十年中见证了这一主题的巨大实验和理论进展。特别是,与半导体量子点的结合已被证明是成功的。本文综述了光子纳米结构中单量子点中激子的量子光学。在集成光子纳米结构中设计光-物质相互作用强度的能力使得能够进行一系列基本量子电动力学实验,例如,自发发射控制、修改的兰姆位移和增强的偶极-偶极相互作用。此外,高效的单光子源和巨光子非线性可以实现与光子量子信息处理的直接应用。综述总结了光子发射的一般理论框架,包括退相过程的作用,并将其应用到当前感兴趣的光子纳米结构,如光子晶体腔和波导,介电纳米线和等离子体波导。所介绍的概念通常适用于量子纳米光子学,并且在很大程度上也适用于其他量子发射体,例如分子、氮空位中心或原子。最后,讨论了量子信息处理的研究进展和应用前景。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
A Universal Entanglement Witness Generator
University of Toronto(多伦多大学)
本文提出一种机器学习方法,可生成适用于多体量子系统的通用纠缠见证,其噪声鲁棒性优于现有方法,且已在多种量子态及不同实验平台上得到验证。
2026-08-11 quant-ph
Indefinite Causal Order in a Quantum Switch
在量子力学中,事件的发生没有确定的因果顺序:在实践中,这可以通过测量因果见证来验证,就像纠缠见证验证纠缠一样。在量子开关中可以观察到不确定的因果顺序,其中两个操作以两个可能顺序的量子叠加方式进行。在这里,我们实现了一个光子量子开关,其中偏振相干控制两个操作的顺序,$\hat{A}$和$\hat{B}$,对光子的横向空间模式。我们的设置避免了早期实现的局限性:操作不能通过空间或时间位置来区分。我们证明了我们的量子开关没有明确的因果顺序,通过构建一个因果见证和测量其值是18个标准偏差超出了确定的顺序界限。
2018-11-02 quant-ph
Experimental measurement of the collectibility of two-qubit states
我们提出了一个原理证明实验,证明了可收集性的测量,这是Rudnicki等人提出的非线性纠缠见证。107,150502(2011)]。这种纠缠见证适用于混合态和纯双量子比特态。在后一种情况下,它可以用来衡量纠缠的负性。我们测量了三种不同类型的光子偏振编码双量子比特态的可收集性,即,最大纠缠、可分离和最大混合态。我们证明了测量过程是可行的,对典型的实验缺陷,如不完美的双光子不可分辨性鲁棒性。
2016-08-05 quant-ph
Photonic Implementation of Quantum Gravity Simulator
Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) Vienna, Austrian Academy of Sciences(奥地利科学院维也纳量子光学与量子信息研究所);Western University(韦仕敦大学);Perimeter Institute(perimeter研究所);University of Vienna(维也纳大学)
该研究通过光子平台模拟量子引力现象,验证了引力中介的非局域性,并揭示了路径信息编码与擦除的重要性。
2022-07-04 quant-ph
Experimental test of photonic entanglement in accelerated reference frames
电磁场的量子化成功地为粒子物理学的标准模型的发展铺平了道路,并为量子技术奠定了基础。然而,物理学家试图将引力纳入量子理论的框架,但引力仍然是一个难题。量子光学的实验技术直到最近才达到研究受引力场影响的量子系统所需的精度和成熟度。在这里,我们报告的实验中,一个真正的量子态的纠缠光子对暴露在一系列不同的加速度。我们测量的纠缠见证$g$值范围从30毫克到30克-自由落体以及在旋转离心机-从而得出了一个上限的均匀加速度对光子纠缠的影响。我们的工作代表了第一个量子光学实验,在这个实验中,纠缠在测地线运动以及加速度a>>g = 9.81 m/s^2的加速参考系中得到了系统的检验。
2016-08-08 quant-ph
Witnessing the non-objectivity of an unknown quantum dynamics
量子达尔文主义提供了一个解释的出现经典客观的特点-那些我们习惯于在宏观尺度-从量子性质在微观水平。量子系统与其周围环境的相互作用将信息冗余地扩散到环境的许多部分,使其对不同的观察者来说变得可访问和客观。但是,鉴于人们不能直接探测量子系统,只能探测它的环境,如何证明一个未知的量子性质是否可以被认为是客观的?在这里,我们提出了一个概率框架来分析这个问题,并表明客观性意味着一个贝尔式不等式。在其他几个结果中,我们证明了这个不等式的量子违反,量子关联的非客观性的设备无关的证明,引起了我们命名为“集体幻觉”的现象:观察者探测环境的不同部分可以同意他们的测量结果的一个给定的可观察,但这样的结果可以完全不相关的量子系统的属性,固定的可观察应该探测。我们还实现了一个有吸引力的光子实验,其中光子的时间自由度是感兴趣的量子系统,而它们的偏振作为环境。采用完全黑箱的方法,我们实现了违反贝尔不等式,从而证明了在一个完全设备无关的框架下的量子动力学的非客观性。
2022-12-07 quant-ph
Certification of linear optical quantum state preparation
Freie Universität Berlin(柏林自由大学);University of Twente(特温特大学);Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);PiCard Systems B.V.(PiCard系统有限公司);Helmholtz-Zentrum Berlin fur Materialien und Energie(亥姆霍兹柏林材料与能源中心);Fraunhofer Heinrich Hertz Institute(弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所)
本文提出了一种适用于线性光学平台的保真度认证方法,通过离散傅里叶变换实现多光子态的高保真度验证。
2026-02-12 quant-ph
Efficient classical training of model-free quantum photonic reservoir
Sapienza Università di Roma(罗马大学);Università degli Studi di Palermo(巴勒莫大学)
本文提出一种利用经典光进行量子光子共振库训练的方法,通过经典光完成学习和测量设置优化,实现对单光子态单量子位Pauli算符和双量子位纠缠见证的准确重构。
2026-04-14 quant-ph
Two-particle quantum interference in a nonlinear optical medium: a witness of timelike indistinguishability
研究将Hong-Ou-Mandel效应扩展至非线性光学体系,通过参量下转换晶体实现类时量子干涉,实验证实透射与重生光子对的相消干涉导致单对光子检测概率受抑,为生成多模量子非高斯态提供新工具。
2025-02-03 quant-ph
Geometry-Controlled Exceptional Points in Helicoidal Orbital-Angular-Momentum Photonics
Universidade Federal do Maranhão(马拉尼昂联邦大学)
提出通过几何扭曲控制轨道角动量光子学中的异常点,利用扭转提供手征分裂,开放系统提供非厄米性,通过几何失谐补偿残余分裂实现异常点。
2026-06-23 physics.optics quant-ph
Photonic non-Markovianity identification by quantum process capabilities of non-CP processes
本文提出一种无需状态优化和纠缠的量子过程层析方法,通过量化非CP过程来识别和测量非马尔可夫性,并在全光学装置上验证了单光子和双光子动力学。
2024-03-17 quant-ph
Generating entangled quantum microwaves in a Josephson-photonics device
当将电压偏置的约瑟夫森结串联到几个微波腔中时,通过结的库珀对电流引起强相关光子连续发射到腔模中。调谐的偏置电压的谐振,其中一个单一的库珀对提供的能量,以创建一个额外的光子在每个腔,我们证明了纠缠的性质,这些创造过程中的简单的证人在实验上可观察到的。为了尽可能充分地描述这种光的量子态的纠缠特性,我们在全密度矩阵知识的基础上,提出了更详细的纠缠准则,并对双体和多体纠缠进行了详细的研究。特别是,我们说明了如何由于这些电路的相对简单的设计,实验参数的变化允许人们访问各种各样的纠缠态不同,例如,在纠缠方的数量或状态空间的维度上。这样的设备,除了它们作为一个高度通用的纠缠量子微波源的潜力,因此可能代表一个很好的自然测试平台的分类和量化方案开发的量子信息理论。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Experimental demonstration of input-output indefiniteness in a single quantum device
本文提出并实验验证了一种见证单个量子器件中输入-输出不确定性的方法,利用光子装置以超过69个标准差的显著性实现该现象,为量子信息处理和量子时间方向模拟提供了新资源。
2024-04-14 quant-ph
Generation of multipartite photonic entanglement using a trapped-ion quantum processing node
本研究利用捕获离子量子处理器作为工厂节点,确定性生成并验证了三个光子的GHZ纠缠态,为量子局域网的多体纠缠分发奠定基础。
2025-10-23 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
Photonic bands and normal mode splitting in optical lattices interacting with cavities
本文研究原子-腔耦合系统,分别用开放 Dicke 模型和转移矩阵模型分析低、高光学密度下的简正模分裂及光子带隙,并提出其可用于见证 Wannier-Bloch 振荡。
2024-09-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Experimental statistical signature of many-body quantum interference
多粒子干涉是基本量子力学现象和量子信息处理的基本成分,以提供计算优势,如最近通过玻色子采样实验所强调的。因此,开发一种可靠而有效的技术来见证它的存在对于量子技术的实际实施至关重要。在这里,我们通过最近的有效协议,利用多模量子设备的输出统计签名,实验识别真正的多体量子干涉。我们成功地应用测试,以验证三光子实验中的集成光子电路,提供了广泛的分析所需的资源来执行it. Further,借鉴已建立的机器学习技术,我们展示了这样的工具如何帮助识别-先验未知-最佳的功能,以见证这些签名。我们的研究结果为该方法的有效性和可行性提供了证据,为其在大规模实施中的采用铺平了道路。
2021-03-30 quant-ph
The Quantum Internet: A Hardware Review
本文从光子学视角综述量子互联网的硬件技术,重点梳理可能支撑大规模量子互联网的关键设备与组件,并给出定性层面的技术全景。
2023-06-01 quant-ph
Roadmap on Integrated Quantum Photonics
集成光子学是许多经典技术的核心,从光通信到生物传感器、激光雷达和数据中心光纤互连。有强有力的证据表明,这些集成技术将在量子系统中发挥关键作用,因为它们将从几个量子位原型发展到数万个量子位。具有所需功能和性能的基础激光和光量子技术只能通过将这些组件集成到带有附带电子器件的量子光子集成电路(QPIC)上来实现。在过去的十年中,量子光子集成的显着进步和光学损耗的显着减少,使台式实验能够缩小到原型芯片,提高效率,鲁棒性和关键性能指标。QPIC将实现的尺寸、重量、功率的减小和稳定性的提高将在增加量子演示的复杂程度和规模方面发挥关键作用。未来十年,随着对量子光子生态系统的持续研究、开发和投资,(即基于PIC的平台,器件和电路,制造和集成过程,封装,测试和基准测试),我们将见证从单一和少数功能原型到多功能和可重构QPIC的大规模集成的过渡,这些QPIC将定义信息如何处理,存储,传输并用于量子计算、通信、计量和感测。该路线图强调了集成量子光子学领域的当前进展、未来挑战以及应对这些挑战所需的科学技术进步。
2021-09-22 quant-ph
Integrated electro-optics on thin-film lithium niobate
本综述介绍薄膜铌酸锂集成电光技术的原理、优势、突破性器件及应用前景,搭建基础科学与技术前沿的联系。
2024-04-11 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Configurable photonic simulator for quantum field dynamics
Friedrich-Schiller-University Jena(耶拿弗里德里希·席勒大学);Universität Ulm(乌尔姆大学)
本文提出光时间算法(OTA)框架,通过单一光学电路设计实现高效模拟多种自由量子场动力学,可灵活调整时间尺度、耦合结构等,适用于平坦和弯曲时空中的实复值场理论。
2026-06-28 hep-th quant-ph
Experimental Realization of a Four-Photon Seven-Qubit Graph State for One-Way Quantum Computation
我们提出并证明了通过路径量子比特融合的光子图态的放大。将来自不同双光子四量子比特态的两个路径量子比特融合,生成由偏振和路径量子比特组成的二维七量子比特图形态。真实的七量子比特纠缠通过评估见证算子来验证。来自图状态的六个量子位用于执行一般的两量子位Deutsch-Jozsa算法,成功概率大于90%。
2011-05-27 quant-ph
Quantum states talk via the environment
一个开放量子系统的态通过局域化系统嵌入其中的扩展环境相互作用(“交谈”)。这种相互作用是介导的薛定谔方程,它描述了系统和环境之间的耦合的源项。源项是非线性的,分别引起宽度分叉和能级排斥。它仅在奇异(例外)点的邻域中是强的。我们提供了典型的结果的相位刚度和混合的双正交本征函数的哈密顿量。一个完全出乎意料的结果是,相位刚度接近一个值接近1(正交本征函数的特性)时,宽度分叉(或水平排斥)成为最大值。相位刚性的这种行为完全是由薛定谔方程的源项的非线性引起的。在这些临界条件下,本征函数仍然混合在原始波函数的集合中。最终,发生动态相变。这个过程是不可逆转的。它允许,除其他外,一个众所周知的共振捕获现象的物理解释。我们的结果的特征值和本征函数的非厄米哈密顿支持在不同的系统中获得的实验结果。考虑了临界条件下开放量子系统的结果与光学和光子学中具有PT对称性破缺的结果的关系。因此,增益和损失之间的平衡是一个非常有趣的普遍现象,可能发生在许多不同的系统中。
2015-12-19 quant-ph
Certifying high-dimensional quantum channels
本文提出量子信道维度的概念及高效认证方法,在制备与测量设置下为完全和部分信任场景提供见证,并在光子实验中为商用多模光纤认证了高达59的维度,实现了高维量子信道的高效表征。
2024-08-28 quant-ph
Enhanced violations of Leggett-Garg inequalities in an experimental three-level system
莱格特-加格不等式是对宏观实在论的检验,可以被量子力学所违背。在这封信中,我们实现了光子Leggett-Garg测试的三个级别的系统和实施测量,承认三个不同的测量结果,而不是通常的两个。通过这种方式,我们获得了三次和四次Leggett-Garg不等式的违反,这些不等式明显超过了标准Leggett-Garg检验中获得的不等式。我们还报告违反量子见证平等的最大允许的三个结果的测量。我们的结果突出了量子力学中空间和时间相关性之间的差异。
2018-02-02 quant-ph
Scalable generation and detection of on-demand W states in nanophotonic circuits
该研究利用纳米线量子点与氮化硅光子芯片生成 8 模式按需单光子 W 态,并结合傅里叶/实空间成像、Gerchberg-Saxton 算法和纠缠见证实现可扩展的重构与纠缠验证。
2023-07-12 physics.optics quant-ph
Experimental multipartite entanglement and randomness certification of the W state in the quantum steering scenario
最近[Cavalcanti \textit{et al.} Nat Commun \textbf{6},7941(2015)]提出了一种方法来证明非对称网络中纠缠的存在,其中一些用户不具有对他们正在执行的测量的控制。这种不对称性自然会出现在现实情况中,例如量子网络上的密码协议。在这里,我们实现了这样的“半设备无关”的技术,实验上见证了所有类型的纠缠的三量子比特光子W态。此外,我们分析了在这种情况下可以从三量子比特W态的任何二分性中证明的真正随机性的量。
2017-01-26 quant-ph
Fixed-order postselected CHSH reference acquisition for parity-constrained spatial-mode qubits on a commercial cloud photonic processor
Recognition Physics Institute(识别物理研究所)
该研究在Quandela商用云光子处理器上实现固定阶后选择CHSH协议,获取两个编码光子量子比特的CHSH得分,为可操作参考获取提供实验数据。
2026-08-20 physics.optics quant-ph
Transferring entanglement to the steady-state of flying qubits
纠缠从光场到量子比特的转移提供了一种可行的方法来纠缠量子网络中的远程量子比特。在腔量子电动力学中,该方案依赖于光子源和两个静止的腔内原子量子比特之间的相互作用。然而,在实践中可能很难同时捕获两个原子并使它们与腔的耦合同步。为了解决这一问题,我们提出并研究了从纠缠外场驱动的腔到受控飞行量子比特的纠缠转移。我们考虑两个典型的非高斯驱动场:NOON和纠缠相干态。我们证明了在腔场的长相干时间的限制下,当动力学近似幺正时,纠缠从驱动场转移到穿过腔的两个原子量子比特。另一方面,耗散主导的动力学导致非常弱的量子相关原子系统,如消失的量子不和谐所证明的。
2012-11-12 quant-ph
Quantum teleportation with dissimilar quantum dots over a hybrid quantum network
本文通过光-物质相互作用、多轴应变和磁场工程调控异质量子点,在光纤与270米自由空间链路构成的混合量子网络中演示了保真度达82±1%的全光子量子隐形传态,为实用量子网络奠定基础。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental Measurement-Device-Independent Quantum Steering and Randomness Generation Beyond Qubits
在测量设备无关或量子裁判协议中,裁判可以验证两方是否共享纠缠或爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)转向,而无需信任任何一方或其设备。信任一方的需要被裁判者和该方之间的量子信道所取代,裁判者通过该量子信道将在该方的子系统上执行的测量编码在一组非正交量子态中。本文采用EPR操纵不等式作为量子参考的EPR操纵见证,通过制备一类纠缠光子量子阱,实现了高维量子操纵的无信任实验验证.此外,通过两个测量设置,我们从我们观察到的数据中提取每个光子对的私有随机性的$1.106\pm0.023$比特,这超过了在量子比特系统上执行的投影测量的一比特限制。我们的研究结果推进了量子比特以外的量子信息处理任务的研究。
2019-11-14 quant-ph
Mode-independent quantum entanglement for light
我们解决的问题,纠缠的量子光模式变换下,其中正交模式定义的当事人之间的量子关联可以发生的持久性。由于固定光子量子态在不同的光模基中的表示会对所述态的纠缠特性产生实质性的影响,我们设计了一种构造性的方法来获得具有保持纠缠的真正特征的态族。在第一步中,我们主要研究了二体系统中的双光子态,并优化了它们在幺正模变换下的纠缠特性。应用一个充分必要的纠缠见证准则,我们可以证明这类构造态对于任意模式分解都是纠缠的。此外,我们提供了最佳界限的鲁棒性的模式无关的纠缠在一般的缺陷。在第二步中,我们展示了我们的技术的力量,通过展示它如何可以直接扩展到高阶光子数的多体系统,以及提供一个普遍适用的和严格的定义模式无关的可分离性和不可分离性的混合状态。
2019-12-26 quant-ph
Experimental protocol for qubit-environment entanglement detection
本文针对量子比特-环境纠缠(QEE)检测技术,提出并实现了一种基于光子量子信道模拟器的实验方案,通过控制系统与环境状态验证了该方法的有效性与实验价值。
2025-01-21 quant-ph
Experimental few-copy multi-particle entanglement detection
量子技术导致了各种各样的应用程序,这些应用程序的性能超过了经典技术。为了构建量子设备,必须验证它在低于某个错误阈值的情况下运行。最近,由于技术的发展,使实验实现的量子态的复杂性不断增加,这些任务必须应用于大的多量子比特状态。然而,由于系统规模呈指数级增长,在这种情况下,像量子纠缠验证这样的任务变得难以执行。在这里,我们开发了一个通用的框架,将任何纠缠见证到一个资源有效的概率方案。我们发现,检测纠缠的信心指数增长的个人检测事件的数量。为了对我们的研究结果进行基准测试,我们通过实验验证了使用三个单光子源在电信波长下工作产生的光子六量子比特簇状态中存在纠缠。我们发现,它的存在可以证明至少99.74%的置信度,通过检测20个副本的量子态。此外,我们还证明了真正的六量子比特纠缠是通过使用112个状态副本来验证的,置信度至少为99%。我们的协议可以用非常低的副本数来执行,使其成为验证大规模量子设备的实用和适用的方法。
2018-10-27 quant-ph
Experimental certification of the nonlocal advantages of quantum imaginarity
College of Physics and Optoelectronic Engineering, Ocean University of China(中国海洋大学物理与光电工程学院);China Mobile (Suzhou) Software Technology Company Limited(中国移动(苏州)软件技术有限公司);Engineering Research Center of Advanced Marine Physical Instruments and Equipment (Ministry of Education), Ocean University of China(中国海洋大学先进海工高技术装备教育部工程研究中心);Qingdao Key Laboratory of Advanced Optoelectronics, Ocean University of China(中国海洋大学青岛先进光电子学重点实验室)
本工作实验认证了量子虚数性的非局域优势(NAQI),通过混合优化算法和偏振编码光子,观测到对虚数性不等式的违反,并揭示了NAQI、NAQC与贝尔非局域性之间的层级关系。
2026-09-18 quant-ph