Measurement of arbitrary two-photon entanglement state with the photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转测量任意双光子纯纠缠态纠缠度的有效方案。在该协议中，光子纠缠态的纠缠度可以转化为拾取奇宇称光子态的总成功概率。为了完成测量任务，我们需要一些辅助的三能级原子，它们被囚禁在低质量的腔中。我们的协议可以很好地实现在现有的实验条件下。此外，在实际的非完美原子态探测和光子法拉第旋转条件下，我们的协议也能很好地工作。基于这些特点，我们的协议可能是有用的，在当前的量子信息处理。
2014-02-05 quant-ph
Chip-to-chip hyperentanglement distribution and entanglement purification using silicon integrated photonics
该研究首次在集成硅芯片间实现偏振-空间超纠缠分发，并通过消耗空间自由度完成纠缠纯化，弥补了片上量子中继器的关键环节。
2025-10-21 quant-ph
Entanglement swapping of atomic states through the photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转实现腔量子电动力学中原子态纠缠交换的方法。两个方案被认为是在其中我们使用三个和四个腔，分别加上一个额外的圆偏振光子。在与被困在腔内的原子相互作用后，系统演化为纠缠的原子-光子态。然后通过对整个原子-光子态的Bell态测量实现纠缠交换。
2010-05-07 quant-ph
Controlled teleportation via photonic Faraday rotations in low-Q cavities
本文提出了在低Q腔中利用光子法拉第旋转实现受控隐形传态协议的可行性实验方案。这些方案涉及叠加态的受控隐形传态和原子态的两粒子纠缠。这些信息被编码在三能级原子中，这些原子被光纤捕获在耦合腔中。同时，我们估计了这些方案的成功概率和当前的可行性。
2011-03-01 quant-ph
Teleportation of an arbitrary multipartite state via photonic Faraday rotation
我们提出了一个实用的方案，确定性隐形传送任意多体状态，无论是产品或纠缠，利用法拉第旋转的光子偏振。我们的方案基于单光子脉冲与腔场的输入输出过程，工作在低Q腔中，只涉及原子的虚激发，对腔场衰减和原子的自发发射都不敏感。此外，Bell态测量是通过法拉第旋转加乘积态测量来实现的，这大大降低了用CNOT操作实现Bell态测量的实验难度。
2010-04-14 quant-ph
Hyperentanglement purification and concentration assisted by diamond NV centers inside photonic crystal cavities
超纠缠因其在量子通信中的重要应用而引起了人们的广泛关注。然而，与现有的量子纠缠纯化方案相比，仅使用线性光学元件是不可能纯化两个自由度上存在误差的混合超纠缠态光子对的，这与现有的量子纠缠纯化方案存在很大的不同。在这里，我们研究的可能性纯化的空间偏振混合超纠缠Bell态的空间模式和偏振自由度的错误，诉诸于非线性光学的氮空位（NV）中心嵌入在一个光子晶体腔耦合到波导。我们提出了第一个超纠缠纯化方案，用于纯化一对在两个自由度上具有误差的混合超纠缠Bell态的双光子系统。此外，我们还提出了一个有效的超纠缠Bell纯态的超纠缠浓缩方案，该方案原则上具有最大的成功概率。这两个协议在长距离超纠缠量子通信中是有用的
2013-10-16 quant-ph
Complete analysis for arbitrary concatenated Greenberger-Horne-Zeilinger state assisted with photonic Faraday rotation
级联Greenberger-Horne-Zeilinger（C-GHZ）态由于在噪声环境下对退相干具有鲁棒性，在未来量子网络中具有巨大的应用潜力。在本文中，我们提出了一个完整的C-GHZ态分析协议的帮助下，一些辅助的单原子被困在低质量腔。在协议中，我们主要利用光子法拉第旋转效应对光子态进行奇偶校验，并结合Hadamard运算和单量子比特测量完成分析任务。我们的协议的成功概率原则上可以达到100%，并且每个逻辑量子比特中编码的物理量子比特的数量不影响分析。我们的分析协议可能在未来的长距离量子通信中有实际应用。
2015-11-17 quant-ph
Optimal multi-photon entanglement concentration with the photonic Faraday rotation
最近的一篇论文（Phys.Rev.A \textbf{86}，034305（2012））提出了一种纠缠集中协议（ECP），用于利用光子法拉第旋转从两对较少纠缠的多光子态中提取一对最大纠缠的多光子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。本文针对任意少纠缠多光子GHZ态，提出了一种改进的ECP。在ECP中，我们只需要一对少纠缠的多光子态和一个辅助光子，整个浓缩过程只需要局域操作。此外，我们的ECP可以重复使用，以进一步集中的纠缠少的多光子态，并获得更高的成功概率。如果考虑到实际操作和不完美的检测，我们的协议更有效。这种ECP在当前的量子信息处理中可能是有用的。
2012-11-02 quant-ph
SSP-QST: Spectral Subspace Purification for Photonic Quantum State Tomography
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
研究针对光子量子传感中实际量子态层析成像的本征值污染问题，提出谱子空间纯化方法SSP-QST，它是秩自适应后处理层，无需秩先验等，模拟中实现高保真度并提高测量效率，为量子传感提供可靠轻量级重建方法。
2026-07-27 quant-ph
Observation of residual entanglement in chip-based entanglement purification
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；SiPhotonIC ApS（SiPhotonic公司）
利用硅基芯片实现基于超纠缠的单拷贝纠缠纯化方案，实验观测到残余纠缠，并证明在比特翻转噪声下总能获得适合进一步纯化的残余纠缠。
2026-06-02 quant-ph
Purification of Single Photons from Room-Temperature Quantum Dots
单光子发射器是光子量子技术中不可缺少的组成部分。在这里，我们展示了来自室温胶体量子点的波形控制的高纯度单光子。单光子的纯度不随激发功率而变化，从而允许在不损害单光子质量的情况下提高产生速率。
2017-10-04 quant-ph
An atomic Faraday beam splitter for light generated from pump degenerate four-wave mixing in a hollow-core photonic crystal fiber
我们展示了一个原子法拉第二向色分束器，适用于从原子源中的泵浦简并四波混频中空间分离信号和闲频场。通过使一个模式$90^{\circ}$的偏振平面相对于另一个模式旋转，随后的偏振分束器分离仅相差13.6 GHz的两个频率，并且在两个输出中实现$(-26.3\pm0.1)$和$(-21.2\pm0.1)$ dB的抑制，相应的透射率为97和99%。该技术避免了使用四波混频模式的空间分离的需要，从而为波导实验中的工艺效率提高打开了大门。作为一个证明的原则，我们产生的光通过四波混合$^{87}$ Rb加载到一个空芯光子晶体光纤和接口与原子法拉第二向色分束器。
2020-12-07 physics.atom-ph quant-ph
Intrinsic Quantum Noise in Faraday Rotation Measurements of a Single Electron Spin
法拉第旋转是实现量子点中电子自旋量子非破坏测量的一种方法。为了描述法拉第旋转，通常使用基于量子化电子自旋态和经典电磁场的半经典模型。这种处理忽略了电子和光子自由度之间的纠缠，产生内在的量子噪声，限制了这种技术的最终灵敏度。我们提出了一个完整的量子力学描述法拉第旋转，并量化这种固有的噪声。在此基础上提出了一种测量自旋态纯度的方法。
2008-10-31 quant-ph
Error Correlations in Photonic Qudit-Mediated Entanglement Generation
本文提出无需光学开关的光子qudit纠缠生成协议，量化了同时生成纠缠对间的误差关联，并证明优化纯化方案可有效纠正此类关联误差，而所研究的量子纠错码表现较差。
2024-01-12 quant-ph
Effectiveness of the DEJMPS purification protocol in noisy entangled photon systems, a Monte Carlo simulation
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）
本文通过蒙特卡罗模拟研究DEJMPS协议在受幅度阻尼噪声和退相干噪声影响的偏振纠缠光子对中的有效性，分析净化后的保真度和产量，并探讨保真度与产量之间的权衡。
2026-05-15 quant-ph
Integrated Generation and Purification of Entangled Coherent States for Non-Gaussian Teleportation
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；National Institute of Informatics（信息学国立研究所）
本文提出了一种集成光子方案，通过光子子traction和催化生成高保真度的非高斯纠缠相干态，实现了高保真度的量子 teleportation，超越了经典极限。
2025-12-11 quant-ph
Purification of single photons by temporal heralding of quantum dot sources
具有高单光子纯度的高效、高速率光子源是量子技术的重要组成部分。基于诸如量子点的固态发射器的单光子源对于集成光子电路是非常有利的，但是它们可能遭受高的双光子发射概率，这在非低温环境的情况下不能被光谱过滤。在这里，我们提出了两个时间净化的方法，使用一个双光子发射过程，以产生高纯度和高效率的单光子发射，绕过固有的问题，光谱重叠的双光子发射。我们实验证明了它们在单光子量子点发射上的可行性，表现出超过99.5%的单光子纯度，而没有显著的单光子效率损失。这些方法可以应用于任何光谱宽带光子对的不确定性源。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic Hybrid State Entanglement Swapping using Cat State Superpositions
我们提出了使用混合纠缠的纠缠交换协议，作为手段，分发一个贝尔状态与高保真度的两方，爱丽丝和鲍勃。本文采用的混合纠缠被描述为一个离散变量（Fock态）和一个连续变量（猫态叠加）纠缠态。我们模型的两个传播的连续可变模式之间的光子损耗的平等和不平等的水平，通过投影真空单光子测量，通过平衡零差检测和其他模式检测这些状态之前。我们调查零差测量的缺陷，并在此协议中选择的测量方案的相关成功概率。我们表明，我们的纠缠交换方案是弹性的低水平的光子损失，以及低水平的平均不平等的损失之间的两个传播模式，并显示在这种损失弹性的改善比其他混合纠缠方案使用相干态叠加的传播模式。最后，我们得出结论，我们的协议是适合于潜在的量子网络应用，需要两个节点共享纠缠分离的距离为5-10公里时，使用一个合适的纠缠纯化方案。
2020-04-06 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
Quantum multiplexing
分配纠缠对是许多量子信息科学和技术任务所需的基本操作。在一般的纠缠分发方案中，光子脉冲被用来纠缠一对远程量子存储器。大多数应用需要远程用户之间的多个纠缠对，这反过来又需要通过连接这些用户的信道发送几个光子脉冲（单光子）。在这里，我们提出了一个纠缠分配方案，只使用一个光子脉冲纠缠任意数量的远程量子存储器。因此，时空资源大大减少。我们展示了这种方法如何同时结合纠缠纯化协议，以产生更高保真的纠缠对。结合的方法可以更快地生成这些高质量的对，并且在物质量子比特和光子消耗方面需要更少的资源。为了估计我们的计划的效率，我们得到一个归一化率考虑到用户可以产生纯化纠缠对除以所使用的总资源的原始速率。我们比较了我们的系统的效率与Deutsch协议中的纠缠对已被创建在一个传统的方式。我们的计划优于这种方法，无论是在发电速率和所需的资源。最后，我们展示了如何我们的方法可以扩展到更一般的纠错和检测方案，具有更高的归一化生成率自然发生。
2018-07-09 quant-ph
Efficient entanglement concentration for arbitrary less-entangled N-atom state
最近的一篇论文（Phys.Rev.A86，034305（2012））提出了一种借助于光子法拉第旋转的用于较少纠缠的$N$ -原子GHZ态的纠缠集中协议（ECP）。结果表明，最大纠缠原子态可以从两对纠缠度较小的原子态中提取出来。本文提出了一种改进的ECP方案，用于任意少纠缠N原子GHZ态，其中只有一对少纠缠原子态、一个辅助原子和一个辅助光子。此外，我们的ECP可以重复使用，以获得更高的成功概率。如果考虑到实际操作和不完美的检测，我们的协议更有效。这种ECP在当前的量子信息处理中可能是有用的。
2012-10-23 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
Storage of hyperentanglement in a solid-state quantum memory
两个光子可以同时共享偏振、能量-时间、空间模式和轨道角动量等多个自由度之间的纠缠。这种资源被称为超纠缠，它已被证明是光学量子信息处理的重要工具。在这里，我们展示了在固态量子存储器中光子超纠缠的量子存储和检索。产生一对在偏振和能量-时间上纠缠的光子，使得一个光子存储在量子存储器中，而另一个光子具有适合于在光纤中传输的电信波长。我们测量了每个自由度的Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）贝尔不等式的违反，独立于另一个，这证明了成功的存储和检索的两个比特的纠缠共享的光子。我们的方案与光纤中的长距离量子通信兼容，特别适用于量子中继器中的线光纠缠纯化。
2015-02-27 quant-ph
Quantum Information at the Interface of Light with Atomic Ensembles and Micromechanical Oscillators
本文综述了近年来关于光-物质界面的研究进展。这种接口是长距离量子通信、纠缠辅助传感和测量以及可扩展光子量子计算的重要前提。本文综述了基于法拉第效应的光-物质界面的研究进展。这种相互作用长期以来一直被用作通过光对原子自旋进行量子非破坏检测的工具。最近发现，这种类型的光-物质相互作用实际上可以被调整以实现更一般的动力学，从而使光-物质界面的性能更好，并使渲染任务成为可能，这在以前被认为是不切实际的。这包括实现接近量子Cramer-Rao极限的改进的纠缠辅助和反作用回避磁力学，压缩态光的量子存储器和纠缠的耗散产生。一个单独的，但相关的，实验纠缠辅助冷原子钟显示海森堡标度的精度进行了描述。我们还审查了集体原子自旋与纳米或微机械振荡器之间可能的接口，提供了原子和固态物理方法之间的联系对量子信息处理。
2011-11-03 quant-ph
Development of Biphoton Entangled Light Spectroscopy (BELS) using Bell pairs
The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
BELS通过贝尔对和双光子干涉探测材料性质，利用双光子路径和偏振关联变化建立新的纠缠增强光谱学框架，用于表征量子材料和光物质相互作用。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
