A new architecture for high speed core-selective switch for multicore fibers
本研究提出了一种基于多芯干涉的高速芯选择性开关新架构，可在0.7微秒内切换输出，芯间串扰低于-18 dB，首次在真实多芯光纤网络中实现了比现有商业设备快三个数量级的光信号切换。
2024-11-26 eess.SP quant-ph
Polarization-independent single-photon switch based on a fiber-optical Sagnac interferometer for quantum communication networks
未来量子网络的一个重要组成部分是能够动态路由单光子的光开关。在这里，我们实现这样的开关，基于光纤Sagnac干涉仪设计。该路由是用一对放置在Sagnac环路内的快速电光电信相位调制器来实现的，使得每个调制器作用于单光子的正交偏振分量，以产生对若干应用至关重要的偏振无关能力。我们得到一个平均消光比大于19 dB的开关的两个输出之间。我们的实验完全采用商用现成组件，因此可以与当前的光通信系统直接兼容。
2020-09-04 physics.optics quant-ph
Passive optical switching of photon pairs using a spontaneous parametric fiber loop
我们研究了一种新的自发参量光纤环（SPFL）方案，它是在非线性Sagnac环中引入色散元件而形成的，并证明了它可以作为光子对的被动开关。从SPFL输出的双光子态高度依赖于在环路中反向传播的光子对的色散诱导相位差。通过适当地管理色散元件，具有一定失谐和带宽的信号光子和闲频光子对可以被引导到SPFL的期望空间模式。如果光子对被用来产生预示的单光子，那么SPFL可以被看作是单光子的开关。此外，我们对基于色散的相位调制的研究也有利于设计全光纤纠缠光子源。
2012-03-01 physics.optics quant-ph
Dynamic generation of photonic spatial quantum states with an all-fiber platform
光子空间量子态在量子通信中的应用是非常感兴趣的课题。一个重要的挑战是如何仅使用光纤组件动态生成这些状态。在这里，我们提出并实验证明了一个全光纤系统，可以动态切换任何一般的横向空间量子比特状态的基础上的线性偏振模式。我们的平台是基于一个快速的光开关的基础上结合了光子灯笼和少模光纤的Sagnac干涉仪。我们展示了5 ns量级的空间模式之间的切换时间，并通过展示基于我们平台的测量设备无关（MDI）量子随机数发生器来展示我们的方案对量子技术的适用性。我们连续运行生成器超过15个小时，获取超过13.46 Gbits的随机数，其中我们确保至少60.52%是私有的，遵循MDI协议。我们的研究结果表明，使用光子灯笼动态创建空间模式，只使用光纤组件，由于其鲁棒性和集成能力，具有重要的后果，光子经典和量子信息处理。
2023-03-16 quant-ph
Single-photon switch controlled by a qubit embedded in an engineered electromagnetic environment
单光子开关是构建可扩展量子网络的重要元件。在本文中，我们提出了一个可行的方案，有效的单光子开关。所提出的开关由耦合到谐振器的三能级系统（qutrit）的最低能级对形成的量子比特的状态控制。该谐振器-谐振器系统包括所考虑的设置的开关单元。为了抑制控制量子位的Purcell弛豫，开关单元被嵌入到耦合谐振器阵列中，该耦合谐振器阵列用作在量子位跃迁频率上具有带隙的工程电磁环境。我们讨论了微波电路QED架构上考虑单光子开关的可能实现。我们表明，高开关对比度可以达到最先进的超导电路QED设置的参数。
2020-12-10 quant-ph
Quantum Theory of All-Optical Switching in Nonlinear Sagnac Interferometers
最近，我们的小组已经展示了一种基于非线性Sagnac干涉仪设计的超快、低损耗、光纤环路开关，使用该开关，纠缠光子被证明在其纠缠保真度没有任何可测量的退化的情况下被路由[Hall { \it et al.}，物理修订版信函{ \bf 106}，053901（2011）]。这样的设备代表了一种使能技术，用于各种各样的网络量子应用。在本文中，我们发展了一个全面的量子理论，这种开关一般，即，那些基于非线性Sagnac干涉仪，其中量子噪声的耦合被仔细建模。将理论应用于光纤环形开关，在不使用任何拟合参数的情况下，理论与实验结果吻合较好。该理论可以作为配置这种开关的重要指导工具，用于未来的量子网络应用。
2012-05-14 quant-ph
Phase controlled light switching at low power levels
我们报道了四能级系统中三光子和单光子激发之间的干涉以及光衰减/透射的相位控制的实验观察。通过改变弱控制激光的相位和/或频率，可以获得相长干涉或相消干涉。这种干涉使得一个场能够在不同频率和超低光水平下被另一个场吸收切换。
2005-10-05 quant-ph
Applications of quantum cryptographic switch: Various tasks related to controlled quantum communication can be performed using Bell states and permutation of particles
最近，受控量子通信的几个方面（例如，双向受控态隐形传态、受控量子安全直接通信、受控量子对话等）已经使用$n$ -量子比特（$n\geq3$）纠缠进行了研究。特别是利用$m$ -量子比特纠缠（$m\in\{5,6,7\}$）实现双向受控态隐形传态，已经提出了大量方案.在这里，我们提出了一组协议来说明，它是可能实现所有这些任务相关的受控量子通信仅使用贝尔态和粒子排列（PoP）。由于Bell态的产生和维持比多体纠缠容易得多，因此所提出的策略比现有的方案具有明显的优势。此外，它表明，这里提出的所有方案可以被看作是量子密码开关的概念，这是最近由我们中的一些人介绍的应用。文中还讨论了在信道上存在幅度阻尼和相位阻尼噪声时协议的性能。
2015-01-17 quant-ph
Reducing Polarization Mode Dispersion With Controlled Polarization Rotations
光纤中的高比特率、长距离通信的基本限制之一是偏振模色散（PMD）。在这里，我们介绍了一种概念上的新方法，以减少PMD在光纤中进行控制旋转的偏振在沿光纤的预定位置。这些受控偏振旋转之间的距离必须小于光纤的拍长和模耦合长度。这种方法也可以与纤维在拉伸时旋转的方法结合。分析了缺陷对该方法效率的影响。
2006-06-02 physics.optics quant-ph
Switchable next-nearest-neighbor coupling for controlled two-qubit operations
在具有最近邻耦合的超导量子处理器中，相邻量子位之间的色散相互作用可以导致有效的次最近邻耦合，其强度取决于中间量子位的状态。在这里，我们从理论上探讨了工程这种次近邻耦合来实现受控双量子位操作的可能性，其中中间量子位控制次近邻量子位对的操作。特别地，在包括具有以-A-B-A-模式布置的相反符号的非谐性的两种类型的超导量子位的系统中，其中相邻量子位之间的不想要的静态ZZ耦合可以被严重抑制，下一个最近邻量子位之间的可切换耦合可以经由中间量子位来实现，中间量子位的量子位状态用作该耦合的开/关开关。因此，取决于所采用的激活方案，可以实现各种受控的双量子比特操作，例如受控iSWAP门，潜在地使得能够实现用于实现通用量子算法的标准分解方法的电路深度减少。
2020-10-14 quant-ph
Voltage controlled nuclear polarization switching in a single InGaAs quantum dot
在肖特基二极管中嵌入的光泵浦单个InGaAs自组装量子点中，当对二极管施加的偏压进行调谐时，观察到两个稳定的核自旋极化之间的尖锐阈值状跃迁。突然的转变导致点中的Overhauser场的切换高达3特斯拉。偏压相关的光致发光测量揭示了电子隧穿辅助核自旋泵浦的重要性。我们还发现了共振LO声子介导的电子共隧穿的证据，该效应受外加偏压的控制，并导致核自旋泵浦率的降低。
2009-01-15 quant-ph
Position-controlled trapping of nanoparticles and quantum dots on a fiber taper
研究双色光纤锥光阱的三维捕获势，通过控制双模相对功率调节纳米粒子捕获位置，并验证量子点与金纳米粒子共捕获及激发场复用，为量子发射体定位与谐振器耦合调节提供方案。
2023-04-09 physics.optics quant-ph
Highly controlled optical transport of cold atoms into a hollow-core fiber
我们报道了一种高效、高度可控的冷原子空芯光纤接口，适用于量子模拟、信息和传感。这篇论文的主要重点是详细研究了利用光学传送带将冷原子传输到光纤中。我们讨论了如何精确地控制原子的空间、温度和时间分布，例如，根据原子位置改变原子传输的速度或调节传输电势的深度。我们的特点运输的原子的光纤尖端这些不同的参数。特别是，我们表明，通过调整运输潜力，我们可以降低运输原子的温度的一个因素6，而减少运输效率只有一个因素2。对于在光纤中传输的原子，我们可以获得超过40%的传输效率，我们研究了不同的传输参数对随时间变化的光学深度信号的影响。当比较我们的测量结果的经典运输模拟的结果，我们发现一个很好的定性协议。
2018-05-16 physics.atom-ph quant-ph
All-Optical Routing of Single Photons by a One-Atom Switch Controlled by a Single Photon
量子网络的前景，即量子信息由光子电路中的单光子携带，长期以来一直是实现单光子全光路由的努力背后的驱动力。在这里，我们实现了这种光子电路的最基本单元：单光子激活开关，能够将光子从其两个输入中的任何一个路由到其两个输出中的任何一个。我们的设备是基于一个单一的87 Rb原子耦合到光纤耦合，基于芯片的微谐振器，是完全全光的，不需要其他领域以外的光纤单光子脉冲。控制脉冲的非经典统计数据证实，单个反射光子将开关从高反射（65%）切换到高透射（90%），每个开关事件平均约1.5个控制光子（约3个，包括线性损耗）。控制光子和目标光子都在光纤中并且实际上相同的事实使得该方案与用于量子信息处理的可扩展架构兼容。
2014-05-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
An atomic symmetry-controlled thermal switch
我们提出了一个简单的双原子系统被困在一个光学腔，以控制两个热浴之间的能量流。通过浴槽的作用，系统被驱动到非平衡稳态。使用大偏差理论，我们表明，两个浴之间流动的光子数是显着不同的原子状态的对称性。在这里，我们提出了一个确定性的计划，准备对称和反对称原子态与使用外部驱动场，从而实现了原子控制开关的能量流。
2016-09-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optical switching and inversionless amplification controlled by state-dependent alignment of molecules
开关各向异性分子从强吸收到强放大，通过透明状态被证明是可能的，通过应用直流或交流控制电场，而不需要的粒子数反转。它是基于低能级分子与共振光的解耦，而激发的分子由于其状态依赖性排列而保持发射。放大指数可能变得只依赖于激发分子的数量，而不依赖于较低状态的人口。概述了一类合适的分子及其在光电子学、纤维光学和纳米光子学中的应用。
2005-05-04 physics.optics quant-ph
Inversionless light amplification and optical switching controlled by state-dependent alignment of molecules
我们提出了一种方法来实现放大无反转的各向异性分子的外部电场的取向是状态相关的。它是基于从共振光的低态分子的去耦，而激发的分子保持发射。讨论了合适的分子类别，推导出增益因子的方程，并估计了典型实验条件下无反转放大的大小。这种开关的样品从吸收放大通过透明状态示出是可能的，都与直流和交流控制电场的帮助。
2003-10-06 physics.optics quant-ph
Controlled parity switch of persistent currents in quantum ladders
我们研究了Aharonov-Bohm和横向磁通量$Φ$和$χ$穿过的周期量子梯中固定数量的非相互作用费米子的持续电流的行为。我们表明，梯形腿之间的耦合提供了一种方法来有效地改变基态费米子数奇偶校验，通过改变$χ$。具体来说，我们证明，不同的$χ$由$2π$（一个通量量子）导致一个明显的费米子数奇偶校验开关。我们发现，持续电流表现出强大的$4π$周期作为$χ$的函数，尽管事实上，$χ\to χ+ 2π$导致修改的顺序$1/N$的能谱，其中$N$是在每个梯形腿的网站的数量。我们表明，这些奇偶开关和$4π$周期性效应是强大的温度和无序，并概述了潜在的物理实现使用冷原子气体，玻色子模拟的效果，光子晶格。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
An electrically controlled single molecule spin switch
本研究提出一种基于Fe-FePc双稳态复合物的电控单分子自旋开关，通过STM电压脉冲可逆切换自旋构型，并用于调控邻近自旋的ESR频率，为可扩展量子器件提供新途径。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
