Remote preparation of arbitrary time-encoded single-photon ebits
我们提出并实验验证了一种新的方法，用于远程制备纠缠比特（ebits）的单光子相干离域在两个分离的时间模式。所提出的方案代表了一个远程可调的源定制任意ebits，无论是最大或非最大纠缠，这是非常可取的应用在量子信息技术。利用我们实验室最近发展的超快速平衡零拍探测方案，通过零拍层析成像研究了远程制备的ebit。
2005-12-01 quant-ph
Remote Entangling Gates for Spin Qubits in Quantum Dots using a Charge-Sensitive Superconducting Coupler
本文提出利用电荷敏感超导耦合器对量子点中远程自旋量子比特施加微波激活CZ门，通过两种脉冲方案和含1/f^β电荷噪声的非马尔可夫模拟，证明在现实条件下门保真度可超过90%。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
All-photonic entanglement swapping with remote quantum dots
Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Johannes Kepler University Linz（林茨约翰内斯·开普勒大学）；University of Würzburg（维尔茨堡大学）；Paderborn University（帕德博恩大学）；Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Vorarlberg University of Applied Sciences（福拉尔贝格应用科学大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本研究通过确定性量子点生成纠缠光子对，实现了高保真度的全光子纠缠交换，为量子中继网络提供了新路径。
2025-12-11 physics.optics quant-ph
Remote preparation of an atomic quantum memory
量子信息的存储和分发是量子信息处理和量子通信的关键。在这里，利用原子-光子纠缠作为主要的物理资源，我们在实验上演示了远距离原子量子存储器的制备。通过对一个光子量子比特的本地制备态应用量子隐形传态协议，我们在单个光阱87 Rb原子上实现了这种所谓的远程制备态。我们评估了该计划的性能，通过准备的原子状态的全层析成像，达到82%的平均保真度。
2006-08-29 quant-ph
Quantum Interference of Identical Photons from Remote GaAs Quantum Dots
光子量子技术为量子通信、量子模拟和量子信息处理提供了一条可行的途径。最近的进展是实现了玻色子采样，使用20个单光子和量子密钥分发超过数百公里。缩放复杂性需要包含多个光子源、光子计数器和大量不可区分的单光子的架构。半导体量子点是明亮且快速的相干单光子源。对于应用，一个显著的障碍是在由独立量子点产生的干涉单光子时的差的量子相干性。在这里，我们证明了双光子干涉与近单位可见度（$93.0\pm0.8$）\%使用光子从两个完全独立的GaAs量子点。实验保留了所有的发射到零声子线-只有弱声子边带被拒绝-和时间后选择没有采用。利用量子干涉，我们证明了不同来源的光子之间的光子受控非电路和具有保真度的纠缠（$85.0\pm 1.0$）.双光子干涉的可见度足够高，使得纠缠保真度远高于经典阈值。光子的高相互相干性源于高质量的材料、二极管结构和相对大的量子点尺寸。我们的研究结果建立了一个平台，GaAs量子点，用于以可扩展的方式创建相干单光子。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Remote state preparation of single photon orbital angular momentum lattices
具有周期晶格结构的光束拓宽了结构波的研究。在目前的工作中，我们产生的自旋轨道纠缠光子态的晶格结构，并使用它们在远程状态准备协议。我们依次测量空间相关率与电子倍增增强CCD相机和验证成功的远程制备自旋轨道状态进行逐像素量子态断层扫描。在量子机制中控制这些新颖的结构波提供了一种用于周期性结构的量子传感和操纵的方法。
2021-06-15 quant-ph
Optical remote control of a charge qubit
通过双量子点实现的基于电子输运的量子比特和自组装量子点等不可区分的单光子源都是实现量子技术的强有力候选者，例如量子计算机和量子中继器。在这里，我们展示了一种可靠的方式耦合这两种类型的量子位，揭示了控制和读出的双量子点通过光激发的人口的可能性。它还表明，尽管影响量子比特的退相干机制，它们之间的纠缠是可以实现的，因此，建议的系统在量子技术中的实施是可行的。
2018-11-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Assemblage Tomography
针对量子非定域性协议中态系综精确重建的需求，提出结合锥优化与最大似然估计的广义损失模型，并基于赤池信息准则验证其在实验数据上的重建精度优于标准方法。
2025-09-16 quant-ph
Remote preparation of continuous-variable qubits using loss-tolerant hybrid entanglement of light
在网络的远程节点之间传输量子信息是一种关键能力。这种传输可以通过远程状态准备来实现，其中双方共享纠缠，并且发送方完全了解要通信的状态。在这里，我们演示了使用不同信息编码的异构节点之间的这样一个过程，即，粒子状离散变量光学量子比特和波动状连续变量量子比特。利用光的混合纠缠作为共享资源，我们制备了任意的相干态叠加，通过对遥远的离散编码节点的测量来控制。利用量子态层析技术对远程制备态进行了表征，得到了负维格纳函数。这项工作展示了一种新的能力，桥梁离散和连续变量平台。
2018-09-27 quant-ph
A controlled-NOT gate in a chain of qubits embedded in a spin field-effect transistor and its process tomography
我们已经研究了受控非（CNOT）门的可实现性，并通过量子过程层析成像对量子比特链进行了门操作，该量子比特链由嵌入自旋场效应晶体管中的自组装量子点中的电子实现。我们已经证明，CNOT门操作和它的过程层析成像是可执行的，通过使用自旋交换相互作用和几个本地量子比特旋转的相干时间内的量子比特。此外，它表明，当操作时间的波动和沟道电子的极化的不完整性被认为是保真度衰减的来源时，CNOT的过程保真度下降最多为5%的操作时间的波动，其值为0.49和0.72的值分别获得的极化的沟道自旋0.6和0.8。
2013-04-11 quant-ph
Entangling remote superconducting qubits via transducer-generated multi-time-bin states
提出利用微波-光学换能器生成多时间仓态纠缠远程超导量子比特的方法，改进纠缠交换技术，将保真度从0.75提升至0.98，并减轻热噪声，为可扩展异构量子系统提供实用路径。
2025-06-18 quant-ph
Rigorous quantum state tomography for distributed quantum computing
Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）；ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学与技术研究院）
本文提出一种适用于分布式量子计算机的量子态重构协议，通过局部操作和经典通信实现无远程纠缠假设的态重构，并推导了非渐近的迹范数误差界和纠缠负性估计的认证误差界。
2026-04-23 quant-ph
Evolution prediction from tomography
量子过程层析成像提供了在固定测量时间$t$测量系统的演化算子的手段。在其他时间使用层析快照来预测演化算子的问题通常是不适定的，因为通常存在无穷多个不同且相容的解。我们描述的预测，在某种"最大的一致性“的意义上，量子系统的演化的基础上的知识，只有许多次$0<τ_{1}<\dots<τ_{M}$与$M\geq 1$的演化算子。为了解决不适定性问题，我们将此预测构造为一些未知（和不可知）变量的平均值。由此产生的预测提供了一个描述的观察者的知识状态的系统的演变时间远离测量时间。即使原始演化是酉的，预测的演化也是由非酉的完全正映射描述的。
2013-12-03 quant-ph
Entanglement of Remote Spins with Unequal Coupling to an Optically Active Mediator
我们证明了即使介质和量子比特之间的耦合强度不同，两个远程量子比特也可以通过光学活性中介体纠缠。这对于广泛的交互类是正确的。我们考虑两种截然不同的情况。首先，我们扩展了以前研究的门操作依赖于脉冲，动态控制的光学状态，可以快速执行的分析。我们表明，远程自旋可以纠缠在这种情况下，即使当中介耦合强度是不相等的。其次，我们提出了一种替代绝热控制程序，并发现在这种情况下，系统的要求变得更少的限制。该方案可以立即在一系列系统中进行测试，包括分子，量子点或晶体中的缺陷。
2008-08-28 quant-ph
Optical spin tomography in a telecom C-band quantum dot
Toshiba Europe Limited（东芝欧洲有限公司）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）
本研究通过光子相关性测量确定空穴为量子网络中自旋-光子纠缠的优选量子比特，并揭示了空穴基态的各向异性，为减少相位误差提供关键诊断信息。
2025-12-24 quant-ph
All-optical control of the spontaneous emission of quantum dots using coupled-cavity quantum electrodynamics
利用耦合光子晶体腔实现了量子点自发发射的远程全光控制。通过光谱调谐与靶腔共振的法布里-珀罗腔，靶腔中的发射体所经历的状态的品质因数和局部密度被修改，导致SE率的变化。从耦合腔量子电动力学系统的理论分析可知，当两个腔共振时，由于发射极处真空场的减小，SE速率的变化可以大于品质因数的变化。两个腔的弱耦合和强耦合制度已被实验观察到，SE衰减率已被修改了三个以上的因素与远程光学控制。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Surface plasmons in a metal nanowire coupled to colloidal quantum dots: Scattering properties and quantum entanglement
研究了金属纳米线与两个胶体量子点强耦合时的单表面等离激元相干输运。通过求解相应的本征方程，得到了透射系数和反射系数的解析表达式。当量子点间距等于表面等离子体激元半波长的倍数时，两个量子点的波函数可以产生远程纠缠。此外，通过向量子点施加经典激光脉冲，纠缠态可以存储在与表面等离子体激元去耦的亚稳态中。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilizing remote entanglement via waveguide dissipation
本文利用波导中的连续驱动与耗散，在芯片上连接的一对超导量子比特间自主稳定远程贝尔态纠缠，实验测得并发度约0.504、稳定时间常数56±4 ns，为分布式量子计算、传感和通信提供退相干保护的稳态纠缠方案。
2024-02-24 quant-ph
Exchange coupling in a linear chain of three quantum-dot spin qubits in silicon
自旋量子位之间的量子门可以利用彼此接触的两个电子之间的自然海森堡交换相互作用来实现。这种相互作用是可控的，只要它们占据相邻的量子点，就可以通过电学调整量子点系统中电子波函数之间的重叠来控制。另一种途径是探索超交换--由第三个空闲电子介导的远程自旋之间的耦合，它桥接了量子点之间的距离。我们实验证明直接交换耦合和第二邻居介导的超交换在硅中的三个单电子自旋量子比特的线性阵列，从电子自旋共振频谱推断的证据。我们确认理论上通过原子模型的设备的几何形状只允许相当大的直接交换耦合相邻的点，而下一个最近的邻居耦合不能干从消失的小尾巴的电子波函数的远程点，只有当调解是可能的。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum state tomography with time-continuous measurements: reconstruction with resource limitations
我们提出并分析了量子态估计（层析成像），使用连续的量子测量与资源限制，允许许多量子比特的全局状态仅从测量几个构造。我们给出了一个证明的原则调查表明成功的层析重建的任意初始量子态的三种不同的情况：单量子比特，远程量子比特，和两个相互作用的量子比特。层析重建只利用一个连续的弱探针的一个单一的量子比特可观察的，一个固定的耦合哈密顿量，连同单量子比特控制。在单量子比特的情况下，一个可观测的连续测量和拉比振荡的组合足以找到所有三个未知的量子比特状态分量。对于两个相互作用的量子位，其中仅测量第一量子位的一个可观测量，可以实现控制哈密顿算子以经由量子位-量子位相互作用和局部应用于每个量子位的拉比振荡控制将所有量子信息转移到测量的可观测量。通过分析弱测量极限下的酉动力学和Fisher信息矩阵的估计，讨论了不同的控制集，并对层析结果进行了数值模拟。结果，我们得到了重建的状态的结晶度超过0.98与几千个测量运行。
2018-05-30 quant-ph
Quantum Teleportation with Telecom Photons from Remote Quantum Emitters
本文利用两个远程半导体量子点分别作为纠缠光子对源和单光子源，结合保偏量子频率转换器在电信波段实现贝尔态测量，完成了全光子量子隐形传态，保真度达0.721(33)，显著超过经典极限，为可扩展量子网络提供了关键支撑。
2024-11-19 physics.optics quant-ph
Complete state tomography of a quantum dot confined spin qubit
半导体量子点可能是连接锚定、物质自旋量子比特和飞行光子量子比特的首选。虽然飞行量子比特或光偏振的完整断层扫描通常是简单的，但物质自旋断层扫描是一项具有挑战性和消耗资源的任务。在这里，我们提出了一种新的全光学方法进行全层析的量子点限制的自旋。我们的方法适用于电子自旋配置，如导带电子，价带空穴，和电子空穴对，如明亮和黑暗的激子。我们使用短共振调谐的偏振光脉冲激发自旋量子比特，其相干地将量子比特转换为通过发射偏振单光子而衰减的激发量子比特。我们通过使用两个不同的正交，线偏振激发，然后通过时间分辨的测量从衰减的激发量子比特的发射光的圆偏振度的层析成像。我们证明了我们的方法的暗激子自旋态的保真度为0.94，主要是由我们的偏振分析仪的准确性限制。
2019-10-11 cond-mat.other quant-ph
State Tomography of a Chain of Qubits Embedded in a Spin Field-Effect Transistor via Repeated Spin-Blockade Measurements on the Edge Qubit
作为量子信息处理器的一种可能的物理实现，已经提出了一种具有堆叠的自组装InAs量子点的系统，该量子点被埋在邻近自旋场效应晶体管的沟道的GaAs中。在这个系统中，只有一个堆叠的量子位，即边缘量子位（最靠近通道的量子位），是通过“自旋阻塞测量”可测量的。“这表明，即使在这种受限的可访问性下，整个量子比特链的状态层析成像仍然是可能的。这个想法是利用量子比特的纠缠动力学。明确构建了双量子位系统的配方，并澄清了测量的不完美保真度的影响。本文还提出了一种基于重复测量的多量子比特的一般方案。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dots for quantum repeaters
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Julius-Maximilians-University of Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）
综述III-V族半导体量子点作为量子中继器平台的进展，介绍其非经典光源技术现状，研究两种中继器架构，突出该架构优势并指出实际部署所需的剩余里程碑。
2026-07-10 quant-ph
Autonomous stabilization of remote entanglement in a cascaded quantum network
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Chicago（芝加哥大学）
该研究通过级联量子网络中的非互易波导耦合和局部驱动，实现了远程纠缠的自主稳定，展示了基于替代对称性的修改协议在提高纠缠度方面的有效性，为高保真度量子信息处理提供了新方法。
2026-03-12 quant-ph
Interplay of exchange and superexchange in triple quantum dots
最近的半导体量子点实验已经证明了利用大的量子点来介导超交换相互作用并在远距离自旋之间产生纠缠的能力。这为在更大的量子点网络中选择性地耦合远程自旋对开辟了一种可能的机制。利用这个机会需要更深入地了解如何控制这些系统中的超级交换交互。在这里，我们考虑一个三点系统安排在线性和三角形几何。我们使用组态相互作用计算调查的超交换和最近邻交换相互作用的位置，失谐，和电子数的调解点是不同的。我们发现，超交换过程强烈增强和增加的范围内的净自旋-自旋交换的点接近线性配置。此外，我们表明，交换相互作用的强度敏感地依赖于在介体中的电子数。我们的研究结果可以作为一个指导，以协助进一步的实验努力，扩大到更大的，二维量子点阵列。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Overcoming correlation fluctuations in two-photon interference experiments with differently bright and independently blinking remote quantum emitters
作为量子计算和通信协议的基本构建模块，正确验证两个独立量子光源之间的双光子干涉（TPI）对比度至关重要。在这里，我们的实验证明如何频繁地闪烁的动态和发射器亮度的变化严重影响宏欧曼德尔型（HOM）相关直方图的远程TPI实验测量通过常用的设置配置。我们进一步利用这种定性和定量的解释所观察到的相关动力学，建立一个替代的干涉仪配置，这是克服所讨论的时间波动，从而产生一个无误差的远程TPI可见性的测定。通过蒙特卡罗模拟再现测量的相关统计，我们证明了所获得的相关性的充分知识。作为示例性系统，我们使用两对远程半导体量子点，然而，相同的结论适用于具有来自任何种类的远程固态量子发射器的飞行量子位的TPI实验。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable Quantum Interference from Indistinguishable Quantum Dots
Institute of Photonics and Quantum Sciences, Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学光子与量子科学研究所）；Condensed Matter Theory, Technical University of Dortmund（多特蒙德工业大学凝聚态理论系）
本文提出了一种波前整形方法，实现多个不可区分量子点的可扩展量子干涉，通过合作发射现象和Hong-Ou-Mandel双光子干涉验证了五个多发射体的干涉，为大规模可编程量子光子架构奠定了基础。
2026-04-13 physics.optics quant-ph
Quantum Communication with Quantum Dot Spins
量子点中的单电子自旋由于其预期的长相干时间而对量子通信具有吸引力。我们提出了一种方法来创建两个远程自旋之间的纠缠的基础上，重合检测的两个光子发射的点。几个量子比特的本地节点可以使用相邻点中的三个子之间的偶极-偶极相互作用和光谱寻址来实现，从而允许实现量子中继器协议。我们已经进行了详细的可行性研究，我们的建议的基础上紧束缚计算的量子点属性。
2006-11-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
On-demand generation of entangled photons pairs in the telecom O-band from nanowire quantum dots
本文利用位点可控纳米线量子点实现电信O波段按需高保真纠缠光子对源，测得85.8%保真度与12.5%首镜效率。
2025-02-19 quant-ph
Cavity-Enhanced Two-Photon Interference using Remote Quantum Dot Sources
腔中的量子点已被证明是不可区分的单光子的非常明亮的源。然而，两个明亮的量子点源之间的量子干涉是基于光子的量子计算的关键步骤，却从未被研究过。在这里，我们利用设备的确定性制造来报告这样的测量。我们表明，腔量子电动力学可以有效地改善远程量子点源之间的量子干涉：难以区分的光子仍然可以干扰与高质量的光子发射的强Purcell制度的源具有良好的对比度。我们的测量和计算表明，腔量子电动力学是一个强大的工具，互连几个设备。
2015-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum estimation and remote charge sensing with a hole-spin qubit in silicon
本文研究硅中空穴自旋量子比特作为量子传感器用于远程电荷探测与距离估计，通过多带Luttinger-Kohn哈密顿量比较了单双量子点、基态与非平衡态及Rabi/Ramsey测量的性能，并推导了Fisher信息的解析表达式。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterizing non-Markovian Quantum Process by Fast Bayesian Tomography
针对非马尔可夫误差表征难题，提出基于快速贝叶斯层析成像的双协议方案，配套软件栈、本征读出与热启动策略，可高效表征硅量子点双比特系统的非马尔可夫误差，助力容错量子计算实现。
2023-10-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface acoustic wave controlled carrier injection into self-assembled quantum dots and quantum posts
报道了利用射频声表面波（SAW）对自组装量子点和量子柱进行声电控制的最新进展。我们表明，这些光学活性纳米结构的占据状态可以通过SAW诱导的光生激子的解离和由此产生的顺序双极载流子注入，这强烈有利于形成中性激子的量子岗位相比，传统的量子点控制。我们展示了高保真度制备的中性双激子，这使得这种方法适用于确定性纠缠光子对的产生。声表面波驱动的声电荷传输被发现是非常有效的宽量子阱周围的量子柱。最后，我们提出了直接观察的声学触发载流子注入到远程定位，个人量子职位，这是所需的低抖动SAW触发单光子源。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity geometric quantum gates exceeding 99.9% in germanium quantum dots
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息科学与技术卓越中心）；Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院微电子研究所）；Beijing Superstring Academy of Memory Technology（北京超弦存储技术研究院）；School of Physical Science and Technology, Guangxi University（广西大学物理科学与技术学院）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学奎克与卡弗里纳米科学研究所）
本研究在锗量子点中实现单空穴自旋量子比特，通过引入几何量子计算，使门保真度超过99.9%，并在宽拉比频率和失谐条件下保持高保真，展示了抗噪声的鲁棒操控方法。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single Qubit Multi-Party Transmission Using Universal Symmetric Quantum Cloning
研究在量子网络中利用最优对称通用量子克隆机作为中继，将单量子比特纯态高效传输给多方的问题，证明该方法能使所需传输的量子比特数比直接传输减少多个数量级。
2025-06-01 quant-ph
Optically controlled phase gate and teleportation of a controlled-NOT gate for spin qubits in quantum dot-microcavity coupled system
在线性光学操纵、单光子、纠缠光子对、光子测量和经典通信的辅助下，提出了一种利用光学微腔中的量子点实现双自旋量子比特相位门和两个电子自旋之间的CNOT门从作用于本地量子比特到作用于远程量子比特的隐形传态方案.该方案是基于自旋选择性光子反射从腔和实现在一个确定性的方式通过顺序检测光子和单量子位旋转的单电子自旋在自组装GaAs/InAs量子点。该方案的可行性评估表明，高的平均结晶度的门是可以实现的弱耦合制度时，侧漏和腔损耗低。该方案为远距离量子通信、分布式量子计算和构建远程量子信息处理网络开辟了广阔的前景。
2013-06-20 quant-ph
Waveguide Excitation and Spin Pumping of Chirally Coupled Quantum Dots
该研究通过光子晶体波导远程激发量子点p壳层跃迁，利用手性实现高方向性（≥0.95）与珀塞尔增强结合，实验展示六倍衰变率提升，为片上自旋量子技术奠定基础。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Deterministic Quantum Communication Between Fixed-Frequency Superconducting Qubits via Broadband Resonators
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Stanford University（斯坦福大学）
本文提出通过宽带共振器实现固定频率超导量子比特的确定性量子通信，利用可调谐光子生成技术克服发送端与接收端频率差异，实现79%的量子态保真度和73%的贝尔态保真度。
2026-03-28 quant-ph
Quantum information transfer using weak measurements and any non-product resource state
关于未知量子态的信息可以编码在属于完全本征基的投影子的弱值中。我们提出了一个协议，使一方-鲍勃-远程确定弱值对应于弱测量由另一个空间上分离的一方-爱丽丝。弱值的特定集合包含编码在Alice寄存器上的量子态的完整信息，其在前述弱测量中扮演预选系统状态的角色。因此，Bob可以从这些弱值确定量子态，这也可以被称为远程状态确定或远程状态层析成像。双方之间共享的非产品二分资源状态和经典的通信，他们之间的组合是必要的，使这个统计计划的成果。值得注意的是，任何已知维度的纯量子态的信息传递甚至可以利用在Bob端处的单个测量设置来实现低维度和纯度的资源状态。保留字：远程状态确定;量子通信;非经典相关;弱价值观;量子资源态;量子隐形传态量子密钥分发。
2022-02-24 physics.app-ph quant-ph
Violating Bell's inequality in gate-defined quantum dots
University of New South Wales（新南威尔士大学）；Diraq Pty. Ltd.（Diraq有限公司）
研究通过提高保真度和纠错实现量子点纠缠验证，展示97.17%的贝尔态保真度并接近理论最大值，突破经典限制。
2024-08-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
The debiased Keyl's algorithm: a new unbiased estimator for full state tomography
本文提出去偏的Keyl算法，首个既无偏又样本最优的全态层析估计器，给出二阶矩公式，并在迹距离、Bures距离、分批测量、阴影层析和量子计量学中达到最优样本复杂度。
2025-10-09 quant-ph
Entangling photons using a charged quantum dot in a microcavity
提出了两种利用微腔中带电量子点中的单电子自旋产生光子极化纠缠的新方案。一种方案是通过纠缠的远程电子自旋，然后是带负电荷的激子发射，另一种方案是通过单电子自旋，然后是自旋状态测量。这两个方案都是基于巨圆双折射和巨法拉第旋转引起的单电子自旋在微腔。我们的方案是确定性的，可以产生任意数量的多光子纠缠。按照类似的程序，光子自旋量子接口的计划提出。
2007-11-09 quant-ph
Efficient quantum tomography II
继[OW 16]之后，我们继续分析：（1）“量子断层成像”，即，学习量子态，即，离散概率分布学习的量子推广;（2）随机词上RSK算法输出的Young图的分布。关于（2），我们介绍了两个强大的新工具：（i）一个精确的上界的预期长度的最长的联盟$k$不相交的增加连续性在一个随机长度的$n$字与字母分布$α_1 \geq α_2 \geq \cdots \geq α_d$ ;（ii）一个新的优化性能的RSK算法，允许一个分析的扬图形成的较低的行$λ_k, λ_{k+1}, \dots$的输出。这些工具使我们能够证明几个新的定理，随机杨氏图的分布在非渐近制度，给出具体的误差界是最佳的，或接近，在所有参数。作为一个例子，我们给出了一个从根本上新的证明的事实，即在一个随机长度- $n$置换的最长递增序列的预期长度是有界的$2\sqrt{n}$。这是$k = 1$，$α_i \equiv \frac1d$，$d \to \infty$的特殊情况下，我们证明了一个更一般的结果：期望长度的$k$第一杨图行所产生的$α$ -随机字是$α_k n \pm 2\sqrt{α_kd n}$。从我们对随机杨氏图的新分析中，我们在量子层析成像中得到了几个新结果，包括：（i）使用$n = O(d^2/ε)$副本学习未知状态的本征值到$ε$ -Hellinger平方，卡方或KL距离的准确性;（ii）使用$n = \…
2016-11-30 cs.DS quant-ph
Entanglement-verified time distribution in a metropolitan network
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Ericsson AB（爱立信公司）
本文通过量子点生成的纠缠光子对，在斯德哥尔摩都市光纤网络中实现高精度时间同步，验证了纠缠光子的时间关联性，并展示了其在安全时间同步和量子密钥分发中的应用潜力。
2025-04-01 quant-ph
Sudden death of effective entanglement
纠缠的突然消亡是一个众所周知的效应，由有限体积的可分离态。我们研究的情况下，观察者有一个有限的测量能力和分析的有效纠缠，即纠缠最小化的输出数据。我们表明，在由单电子晶体管监控的两个量子点的明确定义的系统中，当真实的物理纠缠仍然存在时，可以观察到有效纠缠的突然死亡。对于某些测量设置，甚至对于物理纠缠的突然死亡根本不可能的初始状态也会发生这种情况。分析的原理可以应用于其他类似的场景，例如从量子过程层析成像产生的参数的估计。
2010-04-20 quant-ph
Pauli Blockade in Silicon Quantum Dots with Spin-Orbit Control
量子计算依赖于量子位的精确测量，不仅用于读取计算的输出，而且还用于执行纠错。大多数提出的可扩展的硅架构利用泡利阻断三重态的自旋到电荷转换。在最近的实验中，有一些情况下，泡利封锁只在平行自旋配置之间持续，而不是传统的三重封锁读出，$|T_0\rangle$迅速弛豫到单线态，并留下$|T_+\rangle$和$|T_-\rangle$状态被封锁-我们称之为\textit{parity readout}。这两种类型的封锁都可以用于量子计算中的读出，但至关重要的是要最大限度地提高保真度并了解系统运行的机制。我们设计并进行了一个实验，在该实验中，奇偶校验和单重态-三重态读出之间的交叉可以通过研究$|T_0\rangle$弛豫速率的基本物理来确定。通过控制由自旋-轨道耦合引起的点之间的塞曼能量差，该速率在四个数量级上是可调的，这又取决于所施加的磁场的方向。我们提出了一个理论模型，结合电荷噪声和弛豫效应，定量地解释我们的结果。调查模型的分析和数值，我们确定的策略，以获得按需的单三重态或奇偶校验读出一致的大阵列的点。我们还讨论了如何奇偶读出可以用来执行完整的两个量子比特的状态断层扫描和它的影响，在大规模硅量子计算机的量子错误检测方案。
2021-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Three-dimensional electrical control of the excitonic fine structure for a quantum dot in a cavity
激子精细结构对半导体量子点产生的量子光起着关键作用，无论是纠缠光子对还是单光子。控制激子精细结构已经证明使用电场，磁场或应变场，但不是用于光学腔中的量子点，这是获得高光源效率和近单位光子不可逆性的关键要求。在这里，我们展示了嵌入微柱腔中的量子点的精细结构分裂的控制。我们提出了一个方案的基础上，通过狭窄的脊连接到柱腔的远程电接触。数值模拟表明，这样的几何形状允许三维控制的电场。我们通过实验证明了精细结构的调谐和可再现的取消，这是量子光源技术可再现性的关键一步。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum-dot based photonic quantum networks
近年来，嵌入光子纳米结构中的量子点被证明是量子光学实验的一个非常强大的固态平台。单个量子点与光子模的近单位辐射耦合和消除退相干过程的能力的组合意味着可以获得前所未有的光-物质界面。因此，可以构建高协同性的光子-发射极量子界面，从而为量子信息处理应用中的确定性光子量子门开辟了道路。本文综述了量子点器件及其在量子技术中的应用。该研究领域的首要长期目标是构建光子量子网络，其中远程纠缠可以通过光子长距离分布。
2017-07-07 quant-ph
Generation of C-band entangled photon pairs by biexciton-exciton cascade from symmetric InAs/InP quantum dots
本文研究高对称 InAs/InP 量子点在 C 波段的双激子–激子级联纠缠光子产生，结合光谱、层析与理论计算识别性能瓶颈并提出改进路径。
2025-09-29 cond-mat.other quant-ph
Single Photon Sources with Near Unity Collection Efficiencies by Deterministic Placement of Quantum Dots in Nanoantennas
量子网络中光子节点之间的确定性耦合是实现各种量子技术的重要一步。然而，独立式发射器的全方向性使得这种耦合效率非常低，特别是如果远处的节点通过光纤等低数值孔径（NA）通道耦合时。这种限制需要将量子发射器放置在纳米天线中，纳米天线可以以非常高的效率将光子引导到通道中。此外，为了能够将这种技术扩展到大量通道，发射器的放置应该是确定性的。在这项工作中，我们提出了一种方法，直接定位单个独立的量子发射器的高度定向靶心金属介电纳米天线的中心具有高空间精度。我们进一步采用非闪烁、高量子产率的胶体量子点（QD）用于不受不稳定性或非辐射激子复合过程影响的按需单光子发射。总之，这种方法导致了85%的单光子到0.5的低NA的创纪录的高收集效率，为片上室温纳米天线发射器设备与光纤或远程自由空间节点之间的有效耦合设置了阶段，而不需要额外的光学器件。
2021-02-14 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Highly indistinguishable single photons from droplet-etched GaAs quantum dots integrated in single-mode waveguides and beamsplitters
本研究首次将液滴刻蚀GaAs量子点集成到单模波导和分束器中，实现高纯度（0.929）和高不可区分性（0.939）的单光子发射，为可扩展量子光子集成电路奠定基础。
2023-10-18 cond-mat.other quant-ph
Single Semiconductor Quantum Dots in Microcavities: Bright sources of indistinguishable Photons
在这一章中，我们将讨论的技术和实验技术，实现量子点（QD）的单光子源结合高耦合效率和最高程度的非后选择光子不可逆性。该系统是基于嵌入在具有自然光子陷阱的准平面单侧微腔中的超低密度InAs量子点，是研究单个量子点量子发光的理想实验平台。我们将讨论激发条件对单光子发射纯度的影响，特别是对发射光子的不可逆程度的影响。虽然在所有测试的激发条件下都观察到了高纯度的单光子触发发射，但在依赖于非共振泵浦到量子点润湿层中的实验中，单光子干涉效应几乎可以消失。相比之下，我们可以在共振荧光激发条件下观察到几乎完美的单光子不可逆性，这强调了这种激发方案在创建接近傅立叶极限的光子波包方面的优越性。作为实现基于量子点单光子源的固态量子网络的第一步，我们测试了从远程量子点发射的光子的重叠，从而产生准共振激发的~40%的非后选择干涉。
2015-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal control of superexchange in linear triple quantum dots with an empty mediator
本文通过全组态相互作用计算研究线性三量子点中双电子系统的超交换相互作用，发现其在空中介条件下随失谐参数呈现非单调正负变化，并揭示了左右失谐对超交换幅度的调控规律，为自旋量子计算提供了重要参考。
2023-07-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
