Spectral alignment of single-photon emitters in diamond using strain gradient
固态单光子发射器由于其实验上的方便性和可扩展性，在实现集成量子系统方面具有很大的吸引力。然而，不幸的是，它们复杂的介观环境导致来自不同发射器的光子在光谱上是可区分的。在这里，我们展示了两个固态单光子发射器的光谱对齐，利用应变梯度。利用聚焦离子束注入技术在金刚石微悬臂梁中产生了多个锗空位色心。的电子能级的应变响应的GeV的测量通过在设备中诱导电控应变。利用大的应变梯度，我们调整两个GeV在现场发射相同的光波长。同时共振激发的两个光谱对齐GeVs的演示使用窄线宽激光。这种应变梯度调谐可用于实现用于片上集成量子系统的光谱相同的量子发射器。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic generation of large-scale entangled photonic cluster state from interacting solid state emitters
创造大的高度纠缠的“簇”态的能力对于基于测量的量子计算是至关重要的。我们发现，确定性的多光子纠缠可以从耦合的固态量子发射器创建，而不需要任何两个量子比特门，无论发射器是否相同。特别是，我们提出了一个通用的方法，通过直接使用的始终在线的交换相互作用，结合单量子比特操作的控制纠缠创建。这是用来提供一个配方，用于产生二维，集群状态纠缠光子，可以进行与现有的实验能力在量子点。
2019-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic generation of all-photonic quantum repeaters from solid-state emitters
量子中继器是量子通信网络中的节点，其允许在大距离上可靠地传输纠缠。最近表明，在所谓的图形状态中的高度纠缠光子可以用于全光子量子中继器，与基于原子存储器的中继器相比，其需要的资源少得多。然而，通过成对概率纠缠产生来构建多光子纠缠态的标准方法严重限制了可以创建的状态的大小。在这里，我们提出了一个协议的确定性产生的大光子中继器状态使用量子发射器，如半导体量子点和固体中的缺陷中心。我们发现，任意大的中继状态可以产生仅使用两个耦合的发射器，减少了6个数量级的光子源的必要数量。我们的协议包括一个内置的冗余，这使得它对光子丢失有弹性。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
SUPER excitation of quantum emitters is a multi-photon process
针对量子发射器SUPER激发机制的物理解释空白，研究提出全量子化模型，证明其为多光子过程，揭示了单发射器与多场模式的新型非线性相互作用。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherence in Cooperative Photon Emission from Indistinguishable Quantum Emitters
原子系统之间的光子介导的相互作用可以通过耦合到共同的电磁模式或通过量子干涉来产生。在这里，我们探讨的作用，在合作发射所产生的两个遥远的，但无法区分的固态发射器，因为路径擦除的相干性。合作发射的主要特征是在强度相关实验中出现零延迟的“聚束”，它被用来证明发射器的不可分辨性、它们的失相以及可以相干控制的联合系统中的相关程度。与一对不相关的发射体完全不同，在Hong-Ou-Mandel型干涉测量中，我们观察到来自一对不可区分的发射体的光子统计，类似于来自衰减激光的弱相干态。我们的实验建立了使用完整的量子光学工具箱来控制和表征物质量子比特之间的合作行为的技术，这是实现大规模量子光子网络的关键一步。
2022-03-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Full counting statistics of photons interacting with emitter
多体系统中量子涨落的一个完整的特征可以通过全计数统计来获得。我们提出了一个光-物质相互作用的基本模型：一个多模光子场耦合到一个单一的二能级发射器的光的统计特性的精确计算。我们主要考虑一个初始相干态在一个给定的模式，并演示如何原始泊松统计得到修改，因为量子多体散射效应导致非泊松分布。我们认为，在一个简单的量子光学设置测量这种统计提供了一个洞察多体相关效应与光子。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface Acoustic Wave Cavity Optomechanics with WSe$_2$ Single Photon Emitters
表面声波（SAW）是一种通用工具，用于与跨越微波到光学频率的各种固态量子系统（包括超导量子比特、自旋和量子发射器）进行相干接口。在这里，我们展示了SAW腔光学力学与量子发射器在二维材料，特别是单层WSe $_2$，在一个平面锂超导SAW谐振器驱动的超导电子。使用稳态光致发光光谱和时间分辨单光子计数，我们映射的时间动力学调制的二维发射器耦合到不同的SAW腔模式下，显示能级分裂与30 meV/%的变形势耦合一致。我们利用SAW的大的各向异性应变来调制纳秒时间尺度上的激子精细结构分裂，这可能会在二维材料的按需纠缠光子对生成中找到应用。具有SAW和2D量子发射器的腔光学力学为多功能集成平台中的紧凑型传感器和量子电光力学提供了机会，该平台结合了声子，光学和超导电子量子系统。
2022-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Independent electrical control of two quantum dots coupled through a photonic-crystal waveguide
本研究通过光子晶体波导耦合两个半导体量子点发射体，利用局部电Stark场实现独立控制，并验证了相干耦合，为多发射体集体耦合提供了可扩展途径。
2023-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Swing-up dynamics in quantum emitter cavity systems
本研究将SUPER方案扩展到腔中量子点，通过抑制激发周期内光子发射消除再激发，实现高纯度单光子与高纠缠双光子对。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-photon spectra of quantum emitters
我们应用我们最近开发的频率滤波和时间分辨N-光子相关性的理论来研究各种系统的双光子光谱的复杂性不断增加：单模发射器与两个限制统计（一个谐振子或两个级别的系统）和各种组合，从他们的耦合。我们考虑非相干激发下的线性和非线性制度。我们发现，即使是最简单的系统显示出丰富的动态发射，不能通过简单的单光子光谱。在强耦合机制下，揭示了涉及虚态的新的双光子发射过程。此外，两个一般性的结果被解开的双光子相关与窄线宽探测器：i）过滤诱导聚束和ii）崩溃的半经典理论。我们展示了如何克服这个缺点，在一个完全量化的图片。
2012-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-photon resonance fluorescence of two interacting non-identical quantum emitters
本文研究了两个相互作用的非等同量子辐射源在相干光场驱动下的相互作用系统。我们着重讨论了双光子共振的特殊条件，得到了系统稳态密度矩阵和荧光发射观测量的解析表达式。重要的是，我们的表达式是有效的一般情况下，不同的发射器具有不同的过渡能量。我们的研究结果使我们能够确定制度的参数，其中相干双光子激发，使发射器之间的相干耦合，是占主导地位的竞争，一阶过程。使用量子参数估计的形式主义，我们表明，由双光子动力学到共振荧光光谱中的印记的功能是特别敏感的发射器之间的距离的变化，使双光子激发的最佳驱动制度的估计发射器间的距离。这可以用于诸如点状源的超分辨率成像的应用。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Integration of Quantum Emitters with Lithium Niobate Photonics
量子发射器与集成光子学的集成实现了量子模拟器、计算机和网络的光子实现所必需的复杂量子光子电路。薄膜三酸锂是量子光子学的理想材料衬底，因为它可以将光紧紧地限制在小波导中，并且具有很强的电光效应，可以在低功率和高速度下开关和调制单光子。然而，锂离子电池缺乏有效的单光子发射器，这对于可扩展的量子光子电路至关重要。我们展示了单光子发射器与锂离子酸盐光子芯片的确定性耦合。发射器由嵌入在InP纳米束中的InAs量子点组成，我们使用拾取和放置方法将其转移到具有纳米级精度的锂酸盐波导。绝热锥形将发射到纳米束中的单光子高效地传输到锂离子酸盐波导。我们验证单光子性质的发射使用光子相关测量与片上分束器进行。我们的研究结果表明，快速，可重构的量子光子电路的量子信息处理的重要一步。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photon blockade with a four-level quantum emitter coupled to a photonic-crystal nanocavity
研究了含有单个四能级量子发射体的纳米腔中的光子阻塞现象。通过数值模拟腔内场的二阶自相关函数与现实的参数实现在一个国家的最先进的光子晶体nanocavity，我们表明，在强耦合制度所产生的光子封锁是显着优于实现与两个级别的发射器。我们介绍了一个直观的图片的光子封锁与四个级别的发射器，解释了两个级别和四个级别的发射器计划之间的性能差异，以及为什么-相比，包含一个两个级别的原子的腔-签名的光子封锁出现，应该是实验观察到的，即使在强耦合制度时，使用四个级别的发射器。最后，我们表明，在纳米腔中实现的发射器-腔耦合可以克服在现实的四能级发射器中光学跃迁的非理想间距，到目前为止，这种光子封锁方案的实验实现受到阻碍。
2012-12-10 quant-ph
Resource-efficient loss-aware photonic graph state preparation using atomic emitters
Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学科学学院）；Cisco Quantum Lab（思科量子实验室）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Maryland（马里兰大学电气与计算机工程系）
本文提出了一种基于原子发射体的高效光子图状态制备方法，通过减少发射体数量和图状态深度，实现了比传统线性光学方法更高效的资源利用。
2024-12-02 quant-ph
Dark-state induced trapping law in single-photon emission from multiple quantum emitters
本研究揭示了多量子发射体系统中暗态诱导的普遍俘获定律，该定律仅取决于激发与总发射体数量之比，可强烈抑制单光子集体发射。
2023-06-19 quant-ph
Photon blockade in weakly-driven cavity QED systems with many emitters
我们利用散射矩阵理论分析了弱驱动相干驱动CQED系统中的光子阻塞。通过用单光子和双光子Fock态近似弱相干驱动，我们将传输和双光子关联函数的计算复杂度从指数降低到了多项式.这使我们能够轻松地分析基于腔的系统包含$\sim$ 50量子发射器与适度的计算资源。利用这种方法，我们研究了共振和失谐多发射极CQED系统中增加发射极数目时极化激子光子阻塞的相干统计-我们发现，增加发射极数目会降低共振系统中的光子阻塞，并改善失谐系统中的光子阻塞。我们还分析了通过这个系统的极化激子和亚辐射光子阻塞的发射频率的非均匀加宽的影响。
2019-05-29 quant-ph
Site-specific stable deterministic single photon emitters with low Huang-Rhys value in layered hexagonal boron nitride at room temperature
本研究针对六方氮化硼（h-BN）单光子发射器的制备难题，通过低能电子束辐照结合退火工艺，制备出室温下位点稳定、高发射速率、HR值低至0.6的单光子发射器，为量子技术发展提供了新的材料基础。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Non-linear excitation of quantum emitters in two-dimensional hexagonal boron nitride
双光子吸收是一个重要的非线性过程，用于高分辨率生物成像和非线性光学。在这项工作中，我们实现了嵌入在二维材料中的量子发射体的双光子激发。我们研究了六方氮化硼中的缺陷，并表明发射体在单光子和双光子激发下表现出相似的光谱和量子特性。此外，我们的研究结果是重要的部署二维六方氮化硼量子非线性光子应用。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entangled photons from composite cascade emitters
纠缠光子对于量子技术至关重要，但确定性地、高效地、高保真地产生任意纠缠光子态仍然是一个挑战。在这里，我们展示了如何杂交和偶极-偶极相互作用-可能同时在胶体量子点和分子聚集体-利用结合可以耦合简单，很好地理解发射器到复合发射器与灵活的控制水平结构。我们表明，通过精心设计的能级结构级联衰减可以导致频率纠缠光子的发射与贝尔态和三光子GHZ态作为例子的情况下。这些结果为合理设计任意纠缠光子的量子光发射器铺平了道路。
2021-10-23 quant-ph
Bright and photostable single-photon emitter in silicon carbide
单光子源在量子通信、量子计算和量子精密测量中具有极其重要的意义。特别是，人们对实现可扩展的固态平台非常感兴趣，这些平台可以根据需要发射触发光子以实现可扩展的纳米光子网络。我们报道了一种4H碳化硅（SiC）可见光谱单光子发射体。发射器在室温和低温下是光稳定的，使得来自未图案化的块状SiC的每秒光子计数超过2 $\times$ × 10 $^6$。它存在于两个正交的偏振态，具有平行的吸收和发射偶极取向。低温测量揭示了一个狭窄的零声子线（线宽$<0.1~$ nm），占总的光致发光光谱的$>30$ %。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Generation of time-bin entangled photon pairs using a single three-level emitter
研究了经典泵浦三能级$Λ$型发射体在高$Q$腔中的单光子发射。特别地，示出了单光子时间仓双峰波包的产生。
2018-12-03 quant-ph
Few-Photon SUPER: Quantum emitter inversion via two off-resonant photon modes
本文研究扩展Jaynes-Cummings模型中两个非共振光子模式与量子发射体的耦合，揭示导致发射体完全反转的少光子散射机制，并将其解释为SUPER方案的量子化类比，为新型光子学应用提供理论基础。
2024-10-22 quant-ph
Time-Resolved Stokes Analysis of Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride
本文利用旋转四分之一波片方法对六方氮化硼中的单光子发射体进行时间分辨斯托克斯分析，在不改动实验装置的前提下揭示了此前无法获得的动态偏振信息，为多材料平台固态量子发射体的偏振表征提供了通用技术。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity-funneled generation of indistinguishable single photons from strongly dissipative quantum emitters
本文从理论上研究了置于光腔中的强耗散量子系统中不可分辨单光子的产生。计算了腔体发射光子的不可逆性程度与发射极-腔体耦合强度和腔体线宽的函数关系。对于一个受强纯退相的量子发射体，我们的计算表明，一个非常规的制度，高不稳定性，可以达到中等发射极腔耦合强度和高品质因数腔。在这种状态下，耗散量子系统的宽光谱被汇集到腔的窄线形中。相关的效率被发现大大超过光谱滤波效果。我们的研究结果开辟了在室温下工作的芯片上可扩展的不可分割的光子发射器件的道路。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Undamped Rabi oscillations due to polaron-emitter hybrid states in non-linear photonic wave guide coupled to emitters
研究了耦合到支持双光子束缚态的结构波导中的两个无相互作用的二能级辐射体的集体动力学。调谐的两个发射器的能量，使它们与双光子束缚态能带共振，我们确定参数制度，系统显示分数人口和基本上无阻尼拉比振荡。拉比振荡是单发射体动力学中所没有的，它归因于由发射体-光子耦合引起的类集体极化子光子态的存在。完整的动力学是由一个两态模型，其中光子极化子相互作用的状态$|e,e,\text{vac} \rangle$（两个发射器在其激发态和空波导）通过拉比耦合频率取决于发射器的分离。我们的工作表明，发射极-光子耦合可以导致双光子束缚态和可调非马尔可夫动力学之间的全对全动量空间相互作用，为耦合到波导的发射极阵列开辟了一个新的方向。
2022-07-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Limitations of two-level emitters as non-linearities in two-photon controlled phase gates
我们研究了基于两能级发射极非线性的双光子控制相位门的保真度缺陷的来源。我们专注于无源系统，无需外部调制，以提高其性能。我们证明了门的保真度是有限的输入脉冲宽度的单光子和双光子散射事件的相对要求。对于单光子散射，光谱脉冲宽度必须比发射体线宽窄，而双光子散射过程要求脉冲宽度和发射体线宽相当。我们发现，这些相反的要求限制了高斯光子脉冲的双光子控制相位门的最大保真度为84%。
2017-04-04 quant-ph
Eigenvalue decomposition method for photon statistics of frequency filtered fields and its applications to quantum dot emitters
本文提出了一种计算滤频场光子统计的简便方法。这种方法，基于本征值分解的超算子，使我们能够研究光子统计的光谱过滤的各种类型的过滤器，如高斯和矩形过滤器以及洛伦兹过滤器，这是不可能的传统方法的影响。作为一个例子，这种方法被应用到量子点单光子发射器的模拟，其中我们发现过滤器类型的有效选择，以具有纯单光子取决于激发条件，即非相干或相干（和共振）激发。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Loss-tolerant architecture for quantum computing with quantum emitters
本文提出一种基于光子量子发射器的测量型量子计算架构，通过自旋-光子纠缠与非自适应弹道融合构建逾渗图态，并利用几何构造优化显著提升光子损耗容限。
2024-03-25 quant-ph
How single-photon nonlinearity is quenched with multiple quantum emitters: Quantum Zeno effect in collective interactions with $Λ$-level atoms
本文从理论上研究单光子非线性随Λ型能级量子发射体数量增加而消失的现象，揭示其根源在于量子芝诺效应导致的光子控制动力学减慢。
2024-01-13 quant-ph
Photon scattering by a three-level emitter in a one-dimensional waveguide
讨论了一维波导中三能级发射体对光子的散射，其中光子的输运受自发发射波和直接透射波的干涉控制。对于不同层次的结构，散射问题以封闭形式求解。几种可能的应用进行了讨论：发射器的状态可以确定性地切换拉曼散射，从而使应用在量子计算，如单光子晶体管。发射器阵列产生光子带隙结构，其可以由经典驱动激光器调谐。无序排列导致光子的安德森局域化，其中局域化长度可以再次由外部驱动控制。
2010-01-06 quant-ph
Exact dynamics of a single-photon emitter in front of a mirror
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of Leeds（利兹大学）
本文研究了单光子发射器在一维波导末端接有部分透明镜界面时的动力学，通过局部光子方法求解薛定谔方程，发现其演化非马尔可夫，具有非指数衰减特性，并推导了发射光子波包的空间和频谱特性。
2026-05-19 quant-ph
Numerical optimization of the extraction efficiency of a quantum-dot based single-photon emitter into a single-mode fiber
我们提出了一种数值方法，用于精确和有效地模拟强局域光源，如量子点，嵌入在介电微光学结构。我们应用该方法，以优化光子提取效率的单光子发射器的量子点嵌入到一个多层堆叠进一步的横向结构。此外，我们提出的方法来研究的鲁棒性的提取效率相对于制造误差和缺陷。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Addressing the correlation of Stokes-shifted photons emitted from two quantum emitters
Centro de Física de Materiales (CMF-MPC), CSIC-UPV/EHU（材料物理中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；Université de Bordeaux, LP2N（波尔多大学）；Institut d’Optique & CNRS, LP2N（光学研究所与法国国家科学研究中心）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Université de Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学）；Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg, UMR 7504（斯特拉斯堡大学）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克拉巴斯科，巴斯克科学基金会）
本文提出模型描述零声子线光子或斯托克斯移位光子的相关性，揭示量子相干对斯托克斯发射的影响，通过实验验证相关性并展示汉布里-托维斯效应的尖峰。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Pulse-Enhanced Two-Photon Interference with Solid State Quantum Emitters
纠缠遥远量子节点的能力对于量子网络的构建和量子信息处理至关重要。对于用作量子比特的固态量子发射体，可以通过光子干涉来实现。当发射器受到光谱扩散时，这个过程可能变得非常低效，阻碍了可扩展量子技术的实现。我们研究的背景下，两个单独的量子发射器的洪-欧-曼德尔（HOM）型实验的双光子干涉，相对于一个特定的目标频率具有不同的失谐。我们评估了表征两个发射器之间的光子不相容性的二阶相干性。我们发现，在没有控制协议的情况下，当两个失谐不同并且光谱重叠减少时，双光子干涉操作是低效的，可以通过在设定的目标频率下的周期性的$π$脉冲序列来高度改善。因此，尽管环境中存在波动，但所提出的脉冲序列和类似的外部控制协议可以增强固态和其他量子发射器中的光子不变性。
2019-06-28 quant-ph
Two-photon interference from independent cavity-coupled emitters on-a-chip
固态量子发射体和腔体之间的相互作用对于量子通信、线性光学量子计算、非线性光子学和光子量子模拟中的广泛应用是重要的。这些应用通常需要在单个芯片上组合具有相同发射波长的许多器件，以产生双光子干涉，这是实现有效光子-光子相互作用的主要机制。由于不均匀加宽和制造误差使发射器和腔体的谐振频率随机化，这种集成仍然极具挑战性。在这封信中，我们展示了来自同一芯片上的独立腔耦合发射器的双光子干涉，为这个长期存在的问题提供了一个潜在的解决方案。我们克服了由于制造误差不同的腔之间的光谱失配沉积和局部蒸发一薄层的冷凝氮。我们集成了光学加热器，将每个腔体内的各个点调谐到相同的谐振，精度优于3 μeV。结合这些调谐方法，我们证明了在同一芯片上间隔小于15 μm的两个器件之间的双光子干涉，选择后的可见度为33%。这些结果为在同一芯片上集成多个量子光源以开发量子光子器件铺平了道路。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photon-photon Correlations from a Pair of Strongly Coupled Two-Level Emitters
我们研究了强耦合二能级发射体发射光中的双色光子关联。光谱滤波使我们能够操纵收集的光的统计数据，我们表明，偶极-偶极相互作用引起的共振引起特定的相关性，其中的相关性的时间对称性被打破。基于集体缀饰态，我们的研究既包括真实过程的情况下，其中光子与特定的共振和彼此之间的经典相关性，和虚拟过程，其中光子对发射与非经典相关。
2020-12-07 quant-ph
Quantum memory and gates using a Lambda-type quantum emitter coupled to a chiral waveguide
通过将$Λ$型量子发射器耦合到手征波导中，光子的偏振被锁定在其传播方向上，我们提出了一种用于量子网络的可控光子-发射器界面。我们表明，这种手征系统使SWAP门和混合纠缠门之间的发射器和一个飞行的单光子。它还允许确定性的存储和检索单光子状态具有高性能和效率。简而言之，这种手性耦合的发射体-光子界面可以成为大规模量子网络的关键构建块。
2018-06-12 quant-ph
Single photon absorption by a single quantum emitter
我们表明，具有相等的自发发射率的两个光学活性跃迁的三能级λ量子发射体可以吸收入射光场的概率接近统一，提供的聚焦光分布相匹配的发射器偶极发射模式。即使是现实的聚焦几何，我们的结果可以在自旋量子比特的长距离纠缠中找到应用。
2008-01-21 quant-ph
Non-classical excitation of a solid-state quantum emitter
本研究利用量子化输入光对固态量子发射体进行共振激发，观察到单光子干涉、光子数依赖的非线性及双光子受激发射，并证明单光子可改变发射体状态，为量子网络和光子量子计算奠定基础。
2024-07-30 quant-ph
On-chip Hong-Ou-Mandel interference from separate quantum dot emitters in an integrated circuit
可扩展的量子光子技术需要将许多相同的单光子源与芯片上的光子电路进行低损耗集成。相对复杂的量子光子电路已经被证明;然而，迄今为止使用的源依赖于参数下转换。因此，效率和可扩展性本质上受到源的概率性质的限制。基于量子发射体的单光子源没有这种限制，但是在单个电路内的多个发射体的频率匹配仍然是一个挑战。在这项工作中，我们证明了在这方面的一个关键组成部分，在一个完全单片GaAs电路的形式结合两个频率匹配的量子点单光子源互连的低损耗片上分束器通过单模脊波导连接。该设备使我们能够在芯片上进行双光子干涉实验，能见度达到66%，受到发射器相干性的限制。我们的设备可以进一步扩大规模，为增加量子线路的复杂性提供了一条清晰的道路，以实现完全可扩展的集成量子技术。
2023-01-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Photon sorters and QND detectors using single photon emitters
我们讨论了一种新的方法来实现数分辨和非破坏的光探测器的强耦合的个人单光子发射器，这作为强光学非线性。作为一个具体的应用程序，我们展示了如何将这些元素可以集成到一个防错贝尔状态分析仪，其效率超过了最好的性能与线性光学即使是一个温和的原子场耦合。这些方法是防错的，因为每个探测事件都明确地将光子状态投射到Fock或Bell状态上。
2012-03-15 quant-ph
Resolving Three Single-Photon Emitters By Only Detecting Third-Order Correlation Functions
现代探测仪器不断突破瑞利判据，发展了许多分辨低于经典衍射极限的双辐射源的方法，其中之一就是探测辐射源的高阶关联函数。我们提出了一种只检测最高阶关联函数来分辨单光子辐射源的方法。我们发现表征发射体的变量包含在最高阶的关联函数中。特别是当有两个以上的辐射源时，只需利用最高阶的关联函数就可以得到辐射源的空间分布，这为利用高阶关联函数突破经典衍射极限提供了一种新的思路和方法。
2017-12-29 quant-ph
Tailoring fusion-based photonic quantum computing schemes to quantum emitters
本研究提出针对量子发射器定制融合光子量子计算架构，实现高容错性，光子损失阈值8%，发射器间可区分性4%，为容错硬件开发提供指导。
2025-05-25 quant-ph
Passive quantum phase gate for photons based on three level emitters
我们提出了一个完全被动的方法来实现量子相位门之间的两个光子在一维波导。该门是基于手征耦合发射器在一个三电平$V$配置，只通过光子场相互作用，没有任何外部控制领域。我们描述了新兴的极化激元状态的（非）线性散射，并表明，近共振光子的散射动力学直接实现了一个完美的控制相位门之间的限制，许多发射器的入射光子。对于有限数量的发射器，我们表明，占主导地位的错误机制，可以抑制由一个简单的频率滤波器的成功概率略有减少的成本。我们通过与精确散射矩阵理论的比较验证了结果，并表明保真度可以达到值$\mathcal{F}\sim99\%$与门成功概率$>99\%$为少至8个发射器。
2022-09-26 quant-ph
Photon-mediated interactions and dynamics of coherently driven quantum emitters in complex photonic environments
该研究针对嵌入混合光子-等离子体腔的两个相干驱动失谐量子发射器系统，通过与宏观场量子化精确计算对比，评估了Born-Markov主方程模型在结构化色散光子环境中的准确性，发现了四类驱动与分裂区域对应不同的模型精度水平。
2025-08-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photonic resource state generation from a minimal number of quantum emitters
多光子纠缠图态是量子通信网络、分布式量子计算和传感中的基本资源。这些状态原则上可以从量子发射器确定性地创建，例如光学活性量子点或缺陷，原子系统或超导量子位。然而，寻找产生这种状态的有效方案一直是一个长期的挑战。在这里，我们提出了一个算法，给定一个所需的多光子图形状态，确定量子发射器的最小数量和精确的操作序列，可以产生它。算法本身和由此产生的操作序列都在光子图形状态的大小多项式缩放，允许一个获得有效的计划，以产生包含数百或数千个光子的图形状态。
2022-08-20 quant-ph
Non-locality from N > 2 Independent Single Photon Emitters
我们证明了N > 2个单光子发射体的荧光中的二阶强度相关可能违反局域性，而信号的可见度保持在71%以下。为此，我们推导出一个齐次Bell-Wigner型不等式，它可以应用于广泛的一类实验装置。我们追踪违反这个不平等回到路径纠缠所产生的过程中的检测。
2010-05-23 quant-ph
Cavity-assisted spontaneous emission of a single $Λ$-type emitter as a source of single-photon packets with controlled shape
研究了经典泵浦的三能级$Λ$型辐射源在谐振腔中的辐射特性。特别地，研究了出射波包的单光子Fock态激发效率和波包的时空形状。结果表明，对于给定的形状的发射极-腔相互作用，调整的泵浦脉冲的形状，使其能够产生所需形状的单光子Fock态波包的发射效率高。
2018-12-03 quant-ph
Photonic CZ gates based on few-photon scattering from emitter-cavity systems
School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与物理科学学院）
本文分析基于发射器-腔系统的光子CZ门性能，发现单双光子波包形状优化存在权衡，导致平均保真度限制在约60%。
2026-09-23 quant-ph
Generation of arbitrary all-photonic graph states from quantum emitters
我们提出的协议，以产生任意的光子图形状态的量子发射器，在原则上是确定性的。我们主要集中在任意大小的二维团簇态，因为它们对基于测量的量子计算非常重要。我们的协议，这些和许多其他类型的二维图形状态需要一个线性阵列的发射器，其中每个发射器可以可控地泵浦，围绕某些轴旋转，并与其最近的邻居纠缠。我们表明，一个发射器上的错误产生的局部区域的错误，在所得到的图形状态，该区域的大小是由图形的协调数。我们描述了这些协议如何可以实现不同类型的发射器，包括被困离子，量子点，和氮空位中心的钻石。
2019-05-10 quant-ph
Spectral properties of single photons from quantum emitters
量子网络需要在节点之间传输信息的飞行量子比特。这可以通过发射和吸收单光子（飞行量子比特）的单原子（节点）来实现，并且需要完全控制各个发射器的光子吸收和发射。在本工作中，我们从理论上描述了在三能级方案下，单原子自发拉曼跃迁的光子发射的波包。我们调查了几个激发方案，实验相关的，并讨论控制参数，允许一个定制的光谱发射的光子波包。
2017-09-19 quant-ph
Properties of a single photon generated by a solid-state emitter: effects of pure dephasing
我们研究了由固体发射体产生的单光子在强纯退相作用下的性质。我们采用的模型中，所有的元素的系统，包括传播领域，量子力学处理。我们解析地推导出发射光子的密度矩阵，它包含了光子的全部信息，如其脉冲轮廓、功率谱和纯度。我们可视化这些分析结果使用现实的参数，并揭示了最大限度地提高所产生的光子的纯度的条件。
2012-12-14 quant-ph
Strong non-linearity-induced correlations for counter-propagating photons scattering on a two-level emitter
本文解析地讨论了两个反向传播光子在嵌入光波导的二能级发射体上的散射。我们发现，发射器的非线性可以引起显着的脉冲依赖的方向相关性的散射光子状态，这可以通过减少在符合点击在Hong-Ou-Mandel测量设置，类似于一个线性分束器量化。然而，散射光子的光谱和相位的改变将导致在较大的光路中实现时与其他光子的干涉减少。我们引入合适的保真度措施，占这些变化，并发现，即使占散射光子态的所有属性时，仍然可以实现高的值。
2015-02-21 quant-ph
Dissipation enabled efficient excitation transfer from a single photon to a single quantum emitter
我们提出了一个方案，用于触发从单光子波包到单量子发射体的耗散主导的高效激发转移。这种单光子诱导的光泵浦将占主导地位的耗散过程（例如发射体的自发光子发射或腔衰减）转变为用于量子信息处理和量子通信的有价值的工具。它适用于具有足够小带宽的任意形状的单光子波包，只要满足平衡所涉及的耗散率的匹配条件。我们的方案不需要额外的激光脉冲或量子反馈，并不限于高模式选择性腔量子电动力学架构。特别地，它可以用于显著增强单个光子到植入一维波导中或甚至在自由空间场景中的单个量子发射器的耦合。我们证明了我们的计划建立一个确定性的量子存储器和不同波长的光子量子比特之间的确定性频率转换器的有用性。
2016-05-30 quant-ph
