Fully tunable and switchable coupler for photonic routing in quantum detection and modulation
光子路由是许多光学应用的关键组成部分，挑战其发展。我们报道了一种2 $\times$ 2光子耦合器，其分束比可通过低压电子信号进行切换，带宽为10~GHz，延迟为数十纳秒。该耦合器可以工作在0：100 ~ 100：0的任意分光比范围内，在1.3THz的光带宽内消光比为26 dB。我们展示了任意耦合机制之间的亚纳秒切换，包括平衡的50：50分束器，0：100开关和光子抽头。该装置的核心是基于马赫-曾德尔干涉仪在一个双波长的配置，允许在单光子水平的长期亚度稳定的实时锁相。使用报告的耦合器，我们证明了第一次的完美平衡的时间复用设备的光子数分辨探测器，也积极准备的光子时间qudit状态高达四个时间仓。该耦合器在单光子水平上的长期稳定工作使其在量子信息处理和量子光学中具有广泛的应用。
2019-12-19 physics.app-ph quant-ph
Two-atom system as a nano-antenna for mode switching and light routing
我们确定了一个系统组成的两个不同的两个能级原子具有不同的共振频率和不同的阻尼率可以作为一个纳米天线控制模式切换和光路由。我们计算了在系统的远场区检测到的发射场的角分布，包括原子间的直接相互作用和系统的任意线性尺寸。计算是根据两原子系统的对称模和反对称模进行的。我们发现，只要原子是相同的，发射不能之间的对称和反对称模式切换。当原子不相同时，可以发生切换，然后可以通过改变原子频率的相对比率或阻尼率或通过将激光频率适当调谐到原子共振频率来将发射路由到不同的模式。结果表明，当原子的共振频率不同但阻尼率相同时，光路与驱动激光场的频率无关。它只取决于原子共振频率之间失谐的符号。在不同阻尼率的原子的情况下，可以通过改变激光频率从蓝色到红色从原子共振失谐在不同的模式之间切换的发射。还考虑了原子间相互作用的影响，发现在原子的共振频率不相等的情况下，相互作用略微修改强度图案的可见性。原子的阻尼率不相等的情况下的影响，而更剧烈，光路由下的偶极-偶极相互作用变得不对称的增强强度的模式转向较小的阻尼率的原子。
2013-09-16 quant-ph
Routing single photons with quantum emitters coupled to nanostructures
School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学数理科学学院）
本文综述了量子光学中输入输出方法、发射体基单光子路由机制的理论提案以及不同物理平台上的单光子开关实验演示，强调未来需报告关键性能指标以推动该领域发展。
2026-05-14 quant-ph
Quantum random access memory with transmon-controlled phonon routing
本研究提出transmon控制的声子路由器，以树形架构构建QRAM，兼具紧凑、快速路由、无频率拥挤的优势，还提出可检测损耗错误的混合双轨编码，估算显示现有参数下可实现高预示速率。
2025-06-12 quant-ph
Direction switchable single-photon emitter using a Rydberg polariton
Shanxi University（山西大学）；Hainan University（海南大学）；Durham University（杜伦大学）
本文提出利用Rydberg极子实现可调方向的单光子发射器，通过受激拉曼跃迁改变存储光子的Rydberg成分，实现多输出端口的单光子路由，提升量子设备性能。
2025-04-03 quant-ph
Observations of time delayed all-optical routing in a slow light regime
我们报告了一个延迟的全光路由/开关现象的基础上，通过非简并四波混频过程中的缺陷固体介质中的超低群速度的光。与先前使用慢光效应增强四波混频过程的演示不同，本观察演示了通过相干转换过程将共振拉曼脉冲激发的自旋相干直接恢复为光子相干。
2008-01-23 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
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
Demonstration of active routing of entanglement in a multi-user network
我们实现了一个基于波长复用和光开关的量子通信应用的纠缠分发网络。使用高亮度源的基础上自发参量下转换在单极化的锂离子波导中，我们产生偏振纠缠光子对，具有广泛的频谱覆盖电信波长约1550 nm。光子对的纠缠度高达99%，并通过无源波分复用在静态多用户网络中进行分配。此外，我们展示了一个可能的网络应用程序中的一个单一的集中式源动态分配两方纠缠的任何一对用户通过光开关的情况。整个系统，从泵浦激光器到接收器，都是基于光纤和波导的，从而实现了最大的稳定性，最小的损耗和1550 nm范围内易于集成的电信组件的优势。
2013-07-20 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
Fiber-optical switch controlled by a single atom
我们展示了由单个原子控制的两个光纤之间的光信号的高效切换。实验的关键元件是一个回音壁模瓶形微谐振器，它与单个原子耦合，并通过两个锥形光纤耦合器连接。即使在存在耦合光纤的情况下，原子-谐振腔系统也达到腔量子电动力学（CQED）的强耦合区，导致激发光谱中的真空拉比分裂。我们系统地研究了我们系统的开关效率，即，CQED光纤开关将光重定向到期望输出的概率。我们获得了一个大的重定向效率达到一个原始保真度超过60%，没有后选择。
2013-09-12 quant-ph
Two-excitation routing via linear quantum channels
在网络中的不同节点之间路由量子信息是量子互联网的基本先决条件。虽然单量子比特路由已经在很大程度上得到了解决，但到目前为止，多量子比特路由协议还没有得到深入研究。在arXiv：1911.12211中的多激励传输协议的基础上，我们将微扰传输方案应用于网络上的双激励路由协议，其中多个双接收器块耦合到线性链。我们解决的情况下，接收器和链之间的可切换和永久耦合。我们发现，该协议允许有效的双激发路由的费米子网络，虽然对于自旋$\frac{1}{2}$网络只有有限的区域的网络是适合于高质量的路由。
2020-11-27 cond-mat.other 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
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
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
Quantum routing in planar graph using perfect state transfer
在这篇文章中，我们考虑一个自旋-自旋相互作用网络的$XX + YY$哈密顿。网络的顶点和边分别表示自旋对象及其交互。我们有权限打开或关闭任何交互，这有助于我们在图中同时执行多个完美的状态转移。我们还建立了一个可扩展的网络，允许任意两个顶点之间的量子通信。之后，我们利用超立方体图的组合特性，提出了一个静态路由模式，同时在一组的接收器和一组的平面网络之间进行通信。我们的建筑是新的，非常强大。我们阐述了多个例子，平面图支持量子路由经典路由是不可能的。
2023-02-20 cs.DM math.CO quant-ph
A switchable controlled-NOT gate in a spin-chain NMR quantum computer
本文提出了一种在固态NMR量子计算机中实现受控非门开关的方法。I=1/2核自旋的量子比特沿着量子自旋链（1-D反铁磁体）周期性地放置，所述量子自旋链具有单线态基态，所述单线态基态与由某些量子效应引起的最低激发态具有有限的自旋间隙。微波的辐射调谐到自旋能隙激发一个包的三重态磁振子在链的特定部分，其中涉及控制和目标量子比特。数据包在量子位之间的Suhl-Nakamura相互作用上切换，该相互作用充当受控的非门。量子位初始化是通过一个量子位初始化器来实现的，该初始化器由附着在自旋链上的半导体片组成，其中由半导体中的光泵浦方法产生的自旋极化被转移到自旋链上。该方案允许我们将初始化过程与计算分离，这样就可以优化计算部分而不受初始化方案的限制，这为我们提供了广泛的量子计算机材料选择。
2002-05-22 cond-mat.str-el quant-ph
Towards phonon routing: Controlling propagating acoustic waves in the quantum regime
我们探索路由的传播声子与以前的光子实验类比。微波区的表面声波被超导transmon量子比特散射。可以使用外部磁场或Autler-Townes效应将transmon调谐成与入射SAW场谐振或不谐振，并且因此可以及时控制SAW场的反射和透射。我们观察到低功率连续信号传输中80%的消光和路由器的40 ns上升时间。SAW在固体表面上的缓慢传播速度允许对传播声子进行飞行操纵。路由100 ns短脉冲的能力实现了新的功能，例如在两个量子位之间捕获声学声子，然后在受控方向释放它。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
