Non-Gaussianity of quantum states: an experimental test on single-photon added coherent states
非高斯态和过程是连续变量量子信息中的有用资源。基于高斯参考态的条件熵，提出了一个实验上可实现的衡量量子态非高斯性程度的判据。在此，我们采用这样的判据来描述一类重要的非经典态--单光子相干态。我们的研究证明了这一措施的可靠性和敏感性，并使用它来量化实验缺陷在我们实现中的作用有多有害。
2010-12-02 quant-ph
Certifying non-classicality and non-Gaussianity through optical parametric amplification
本文提出并实验验证了利用光学参量放大与常规强度探测器测量平均光子数和二阶相关函数，从而无需光子数分辨即可认证非高斯态，为高维量子技术奠定基础。
2025-10-10 quant-ph
Witnessing quantum non-Gaussianity from intensity moments
针对高平均光子数下无法直接测量量子非高斯性的问题，研究提出基于光子数均值和方差（或二阶关联$g^{(2)}$）的量子非高斯性见证，便于校正损耗和噪声，可应用于放大测量方案，为相关测试和应用开辟路径。
2025-10-20 quant-ph
Quantum non-Gaussianity criteria based on vacuum probabilities of original and attenuated state
量子非高斯态代表了一类重要的高度非经典态，其制备需要超出高斯运算和统计混合类的量子运算或测量。在这里，我们推导出基于真空的概率在原始量子态和通过一个有损耗的信道传输的状态的透射率T的基础上的量子非高斯性的认证标准。我们证明了该准则适用于任意多模状态，这对于它们在宽带光源和单光子探测器实验中的适用性是很重要的。有趣的是，我们的方法允许只使用一个光电探测器来检测量子非高斯性，而不是复杂的多路复用光子检测方案，以增加实验时间为代价。我们还提出了一个基于真空几率和平均光子数的量子非高斯性判据，并证明了该判据与基于真空几率对的判据密切相关。我们说明了所获得的标准的性能上的例子，现实的不完美的单光子状态建模为真空和单光子状态与背景泊松噪声的混合物。
2021-07-20 quant-ph
Resource theory of non-Gaussian operations
非高斯态和非高斯操作对于各种连续变量量子信息处理任务至关重要。为了定量地理解状态之外的非高斯性，我们建立了非高斯操作的资源理论。在我们的框架中，我们认为高斯操作为自由操作，非高斯操作为资源。我们定义了纠缠辅助的非高斯生成功率，并证明了它是一个单调的，在自由超运算的集合下是不增加的，即，级联和张量与高斯通道。对于条件酉映射，这个单调性可以解析计算。作为例子，我们证明了理想光子数减和光子数加的非高斯性等于单光子Fock态的非高斯性。基于我们的非高斯单调性，我们将非高斯运算分为两类：（1）有限非高斯类，例如，光子数减法、光子数加法和所有可高斯化的非高斯通道;以及（2）发散非高斯类，例如，二进制相移通道和克尔非线性。这种分类也意味着并非所有非高斯信道都是完全高斯可分解的。我们的资源理论能够对非高斯操作进行定量表征和第一次分类，为全面理解非高斯性铺平了道路。
2018-04-26 quant-ph
Detecting Nonclassicality and quantum non-Gaussianity of photon subtracted displaced Fock state
本文利用多种测度定量研究了光子扣除平移Fock态的非经典性与量子非高斯性，发现Fock参数的作用强于光子扣除数，并证明Wigner负性仅能由高效率探测器揭示。
2023-06-07 quant-ph
Phase-modulated shaping of narrowband type-I parametric down-converted photons
我们提出了一个一般的理论描述的时间成形的窄带非共线I型下转换光子使用光谱相位滤波器与对称的相位分布。通过对信号光子或闲频光子的光谱相位的控制，我们证明了相位分布的调制频率和调制深度对双光子波函数的相关时间和形状的控制。
2006-05-17 quant-ph
Non-Gaussianity of multiple photon subtracted thermal states in terms of compound-Poisson photon number distribution parameters: theory and experiment
减去多光子的热态是光的量子态的一个有趣的例子，它既是经典的又是非高斯的。这类态的所有性质都可以用复合泊松光子数分布的两个参数来描述。对这些参数的非高斯依赖性已被计算的数值和分析。实验研究了光阻尼过程中的非高斯性损失。
2018-04-16 physics.optics quant-ph
Quantum enhancement of N-photon phase sensitivity by interferometric addition of down-converted photon pairs to weak coherent light
结果表明，由于相同总光子数的组分之间的量子干涉，在相干激光中加入下转换光子对增强了N光子的相位灵敏度。由于大多数光子来源于相干激光，因此这种获得非经典N光子态的方法比完全基于参数下转换光子的方法有效得多。具体地，当贡献于N光子状态的下转换光子的平均数量接近（N/2）^（1/2）时，可以实现约等于标准量子极限和海森堡极限的几何平均值的Δ φ ^2 =1/N^（3/2）的最佳相位灵敏度。
2008-04-01 quant-ph
A class of non-classicality and non-Gaussianity of photon added three-mode GHZ-type entangled coherent states
本文通过对三模加光子Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠相干态进行多次加光子操作，研究了三模加光子GHZ纠缠相干态。两个Laguerre多项式的产品被证明是连接到归一化常数。研究了该操作对GHZ纠缠相干态的非经典、非高斯行为的影响。Mandel参数和Wigner函数的负性等亚泊松统计表明，非经典性质可以增强GHZ纠缠相干态。最后，利用二阶关联函数研究了这类三重激发态的反聚束现象。
2022-09-06 quant-ph
Gaussian and Non-Gaussian operations on non-Gaussian state: engineering non-Gaussianity
多光子减法应用于位移的相位平均相干态，这是一个非高斯的经典状态，产生的条件态的非平凡（正）的Glauber-Sudarshan $P$ -表示。我们从理论和实验上证明，尽管它的简单性，这类条件状态不能完全由光子数的直接检测的特点。特别地，状态的非高斯性是必须通过相敏测量来评估的特性。我们还表明，条件态的非高斯性可以通过选择合适的条件值和相位平均态的组成来操纵。
2013-11-28 quant-ph
Quantum sum-frequency interference using up-converted photon pairs
我们展示了一种混合的方法来产生的光子对的短波长与高亮度，通过结合参量下转换（SPDC）和上转换技术。通过SPDC产生波长为1550 nm的光子对，并在775 nm的泵浦下通过上转换到516.7 nm。上转换光子对的量子和频干涉条纹周期为258.3 nm，比原始波长缩短了6倍，表明光子对的能量-时间相关性得以保持。该技术同时提供了超过经典极限的短条纹周期和高亮度的光子对。
2021-08-10 quant-ph
Orbital angular momentum of the down converted photons
计算了自发参量下转换中轨道角动量纠缠光子对的相对振幅。结果表明，振幅依赖于两个拉盖尔指数l，p。我们还讨论了主要使用的全息图和单模光纤模式分析的影响。我们的结论是，只有几个维度可以探索从无限OAM模式的下转换光子对。
2003-09-04 quant-ph
Theory of Two-Photon Interactions with Broadband Down-Converted Light and Entangled Photons
当双光子相互作用由带宽超过泵浦带宽的下转换光引起时，它们可以获得时间上类似脉冲但光谱窄的行为。在低光子通量下，这种行为反映了下转换光子之间的时间和能量纠缠。然而，诸如双光子吸收（TPA）和和频产生（SFG）的双光子相互作用即使在高功率水平下也可以表现出这样的行为，只要最终状态（即TPA中的原子能级，或SFG中产生的光）足够窄。这种行为不依赖于光的压缩特性，对线性损耗不敏感，并且具有潜在的应用。在本文中，我们分析描述这种行为的行波下转换连续或脉冲泵浦，无论是高功率和低功率制度。为此，我们推导出一个量子力学表达式的下转换幅度产生的任意泵，并制定运营商，代表各种双光子相互作用引起的宽带光。该模型与具有高功率下转换光和纠缠光子的TPA和SFG的实验结果非常一致[Dayan等人，物理修订信函93，023005（2004），Dayan等人，物理修订信函94，043602，（2005），Pe'er等人，物理修订版信函94，073601（2005）]。
2007-04-22 quant-ph
Faithful measure of Quantum non-Gaussianity via quantum relative entropy
对于高斯混合态不能达到的量子态，我们引入了一种量子非高斯性（QNG）度量，即量子相对熵。具体来说，我们采用凸屋顶扩展使用所有可能的混合状态分解超出通常的纯状态分解。我们证明，这种方法带来了QNG措施满足所需的性质作为一个适当的单调高斯信道和条件高斯操作。作为一个例子，我们明确地计算了噪声单光子态的QNG，并证明了当单光子分数足够大时，QNG与状态本身的非高斯性相一致。
2019-07-25 quant-ph
Dependence of the photon statistics of down-converted field-modes on the photon statistics of pump field-mode
利用零时延二阶关联函数研究光子统计特性，研究了参量下转换（PDC）过程产生的场模光子统计特性对泵浦场模光子统计特性的依赖关系。我们推导了多模和单模PDC过程下转换场模的零时延二阶关联函数的一般表达式。我们进一步研究了弱下转换极限下的这些表达式。我们证明了对于一个双光子双模PDC过程，其中一个泵浦光子分裂成两个光子，形成两个独立的场模，各个下转换场模的零时延二阶关联函数等于泵浦场模的两倍。此外，对于$n$ -光子$n$ -模式下转换过程，其中泵浦光子分裂成$n$光子，成为$n$单独的场模式，各个下转换场模式的零时延二阶相关函数等于泵浦场模式的零时延二阶相关函数的$2^{(n-1)}$倍。然而，与多模PDC过程相反，对于单模PDC过程，其中泵浦光子分裂成两个或更多个光子进入单模，下转换场模的零时延二阶关联函数在弱下转换极限中不与泵浦的二阶关联函数成比例。然而，我们发现它与泵浦场模式中的平均光子数成反比。
2020-06-19 quant-ph
The role of the non-Gaussianity plays in the enhancement of the fidelity in continuous variable quantum teleportation
从理论上研究了非高斯性（nG）对提高连续变量量子隐形传态中理想Braunstein和Kimble（BK）方案对相干态的保真度的作用.通过在双模压缩真空态（TMSV）上减去光子来实现去高斯化过程。我们发现，高保真度总是指的是一个对称的安排，光子减法的不同模式的TMSV。非高斯源仅在光子相减的对称布置方面比高斯源表现出值得称赞的优越性，而非对称布置则不然。当光子相减的总次数为常数时，我们发现最优的nG过程倾向于最不对称的相减排列。这一特性与最高保真度指对称情况的结果不一致。在相同的压缩参数下，更高的nG并不总是导致更高的保真度。
2013-05-30 quant-ph
Two-photon Hong-Ou-Mandel interference and quantum entanglement between the frequency-converted idler photon and the signal photon
本文从理论上分析了频率上转换对纠缠光子对二阶量子关联的影响，证明在一般条件下关联可被保留，并研究了转换后闲频光子与信号光子的Hong-Ou-Mandel干涉，发现干涉可见度随频率转换幅度和光子频率间隔变化。
2023-03-22 quant-ph
Non-classical two-photon interference between independent telecom light pulses converted by difference-frequency generation
实验研究了可见光波长转换后两光子间的HOM干涉。在实验中，我们利用自发参量下转换制备了一个预示的单光子，另一个光子来自780 nm的弱激光源。我们通过在极化的锂离子电池中使用差频产生将两个光子的波长转换为1522 nm的电信波长，然后观察光子之间的HOM干涉。观测到的可见度是$0.76\pm 0.12$，它清楚地显示了两个光子的非经典干涉。高可见光干涉是实现可见光光子发射源产生的光子的光纤量子通信的重要一步。
2013-04-01 quant-ph
Towards Heisenberg Limit in Magnetometry with Parametric Down Converted Photons
最近的理论和实验论文表明，如何可以实现海森堡有限的测量使用纠缠光子。在这里，我们展示了如何在非共线的下转换过程中的光子可以用于提高磁光旋转的灵敏度的四个因素，使我们对海森堡极限。我们的结果适用于任意泵浦源。我们还提出了几个推广的共线几何的早期结果。灵敏度取决于是否使用双光子或四光子符合探测。
2006-04-28 quant-ph
Analysis of the time-energy entanglement of down-converted photon pairs by correlated single photon interference
下转换光子对的时间-能量纠缠特别难以表征，因为光子到达时间的直接测量受到光子探测的时间分辨率的限制。在这里，我们探讨了另一种可能性的时间相干性的双光子波函数使用单光子干涉弱相干光的特征。具体地说，该方法利用下转换产生真空和双光子态的相干叠加的事实，使得与弱相干光干涉后的光子对的符合计数率由来自下转换的双光子波函数与由弱相干参考定义的乘积波函数的叠加给出。通过观察频率相关的干涉图案，可以在单光子干涉中使用的参考脉冲的带宽内重建双光子波函数的振幅和相位。因此，相关的单光子干涉提供了下转换过程中产生的纠缠双光子波函数的直接映射。
2012-10-01 quant-ph
A Quantum Non-Gaussianity Criterion Based on Photon Correlations $g^{(2)}$ and $g^{(3)}$
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
提出一种基于二阶和三阶关联函数 $g^{(2)}$ 和 $g^{(3)}$ 的衰减鲁棒量子非高斯性充分判据，并通过量子点单光子源实验验证，违反经典高斯态混合不等式达100个标准差以上。
2026-06-24 quant-ph
The myth of the down converted photon
参量下转换（PDC）被广泛地解释为光子，但是，即使在这种解释的支持者中，光子对的许多特性也被描述为“令人难以置信”甚至“荒谬”。在这篇文章中，我们认为，一个经典的描述的光场，考虑到它的真空波动，导致我们的所有PDC现象的一致和合理的帐户。量子光学中的“非定域性”仅仅是光子概念的一个伪像。我们还预测了一个新的现象，即第二个或卫星PDC彩虹的出现。
1997-11-29 quant-ph
Coherence and Entanglement Preservation of Frequency-Converted Heralded Single Photons
我们报道了近红外光子从854nm波长到1310nm的电信O波段的量子频率转换，总转换效率为8%。在854nm处的纠缠光子对通过II型自发参量下转换产生。在非线性脊形波导中，一个光子与强泵浦光场混合，将其转换为1310nm。我们证明了在转换过程中光子的一阶和二阶相干性的保存。在此基础上推导了双光子态的相干函数，并与实际测量的相干函数进行了比较。这种测量表明了对的时间-能量纠缠的保持。88%的可见度违反了贝尔不等式。
2017-03-08 quant-ph
Spectral correlation in down-converted photon pairs at telecom wavelength
基于自发参量下转换过程的光子对源通常用于长距离量子通信。提高透射范围的关键特征是设计它们的光谱特性。在两篇实验论文之后[Opt. Lett.，38，697（2013）]和[Opt. Lett.，39，1481（2014）]，我们解析地和数值地分析源的特性。它是基于$β$ -硼酸钡（BBO）晶体，在简并频率755 nm $\rightarrow$ 1550 nm + 1550 nm下切割用于II型相位匹配。我们的分析显示了一种方法，在一个光纤耦合的光子对同时与最佳亮度的光谱相关性的完全控制。
2015-09-03 quant-ph
Reply on "Comment on 'Role of initial entanglement and non-Gaussianity in the decoherence of photon-number entangled states evolving in a noisy channel' "
在最近的工作（Allegra等人，Phys.Rev.Lett. 105，100503，2010），我们解决了光子数纠缠态在噪声高斯信道中的演化。利用几个非等价的可分性判据，我们发现了高斯PNES纠缠存在时间更长的证据，并由此对这一结果的普遍性提出了一个猜想。在他们对我们工作的评论中，Lee等人使用了一个额外的纠缠判据（NDPT），这使得他们能够对我们的猜想给出一些反例，即，非高斯态，其纠缠持续时间更长。在这个答复中，我们认为，虽然在我们的原始信件中没有缺陷或中心错误，但如果包括NDPT准则，则该猜想在严格意义上是不可维持的。尽管如此，对于评论中提出的违反猜想的非高斯态例子，剩余纠缠度极低。因此，这些状态以及其他类型的状态是否可以在量子通信协议中代表有用的资源仍然是一个悬而未决的问题。
2011-12-14 quant-ph
Storage of up-converted telecom photons in a doped crystal
我们报告了一个实验，演示了频率上转换的电信波长单光子级脉冲与$\mathrm{Pr}^{3+}$：$\mathrm{Y}_2\mathrm{Si}\mathrm{O}_5$晶体共振。我们利用极化磷酸钛氧钾非线性波导将$1570\,\mathrm{nm}$的电信光子转换为$606\,\mathrm{nm}$。对于持续时间高达560 $\,$ ns的单光子级脉冲，最大器件效率（包括所有光损耗）被推断为信噪比超过1的$η_{\mathrm{dev}}^{\mathrm{max}} = 22 \pm 1\,%$（内部效率$η_{\mathrm{int}} = 75\pm8\,%$）。然后使用原子频率梳方案将转换的光存储在晶体中，其中存储和检索效率超过$η_{\mathrm{AFC}} = 20\,%$，存储时间高达$5\,μ\mathrm{s}$。检索光的时间延迟，从嘈杂的转换过程，使我们能够测量信噪比超过100与电信单光子级输入。这些结果代表了与频率上转换接口的单光子级光存储的第一个演示。
2014-10-01 quant-ph
Quantum non-Gaussianity certification of photon-number-resolving detectors
我们报告的光子数分辨探测器的量子非高斯特性的直接实验验证。该认证协议是基于现有的量子非高斯准则的适应量子态的量子测量。在我们的方法中，它足以探测器的真空状态和两个不同的热态，以测试其量子非高斯性。该认证实验证明了由十个单光子雪崩光电二极管的空间复用阵列形成的探测器。我们证实了POVM元素$\hatΠ_m$的量子非高斯性与$m$ -倍符合计数，高达$m=7$。从第一性原理证明$\hatΠ_m$量子非高斯特性的实验能力对于大的$m$是受限于测量结果的低概率的，特别是对于真空输入态。我们发现，独立的高斯背景噪声注入到检测器可以是有帮助的，并可能减少所需的测量时间，可靠的确认量子非高斯性。此外，我们修改和实验验证了量子非高斯认证协议，采用第三热态代替真空，以加快整个测量。我们的研究结果表明，存在有效的工具，用于实际表征的基本非经典特性和基准的复杂的光量子探测器。
2022-08-26 physics.optics quant-ph
Shaping the joint spectrum of down-converted photons through optimized custom poling
我们提出了一个方案的工程联合光谱的光子对通过自发参量下转换。我们的方法依赖于定制的准相位匹配晶体的极化配置。我们使用模拟退火找到一个优化的极化配置，它允许几乎任意成形的晶体的相位匹配功能。这直接应用于产生纯单光子-目前单光子量子光学最重要的目标之一。我们描述了一般的算法，并提供代码，用C++编写，输出一个优化的极化配置特定的实验参数。
2016-02-01 quant-ph
Enhanced frequency estimation by non-Gaussianity of Fock states
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados（大杜拉多斯联邦大学精确科学与技术学院）
本研究通过非高斯态提升频率估计精度，展示其在量子 Fisher 信息上的优势并讨论了两种生成方案。
2025-05-20 quant-ph
Measures of non-Gaussianity for one-mode field states
本文引入并研究了一种基于量子保真度的距离型非高斯性测度。这种新的措施可以很容易地评估所有的纯态和混合态的对角在福克基础。特别地，对于$M$ -光子加热态，分析了Bures的非高斯度，并与以前用Hilbert-Schmidt度规和相对熵建立的两个测度进行了比较.得到了Hilbert-Schmidt非高斯性测度的一个紧致解析公式，并证明了这三种测度的一致性.
2012-10-06 quant-ph
Tunable entanglement distillation of spatially correlated down-converted photons
我们报告了一种新的技术，用于纠缠蒸馏的二分连续可变状态的空间相关的光子产生的自发参量下转换过程（SPDC），其中可调非高斯操作的实施和后处理的纠缠认证实时使用单光子敏感的电子倍增CCD（EMCCD）相机。使用调制到可编程空间光调制器中的非高斯滤波器执行本地操作，并且通过使用用于主动记录双光子的概率分布的EMCCD相机，可以精细控制蒸馏状态的施密特数。我们发现，即使是简单的非高斯滤波器可以微调到约67%的净增益的初始纠缠在SPDC过程中产生的。
2018-05-17 quant-ph
Direct transfer of pump amplitude to parametric down-converted photons
我们的数值和实验表明，所有的自发参量下转换（SPDC）产生的光子遵循一个横向振幅类似的泵。这种从泵浦到SPDC的幅度转移在由孔径限制的下转换光子的傅立叶图像平面中被揭示。我们还观察到一个相当大的位移的图像平面从实际的傅立叶平面，当孔径的大小逐渐增加。下转换光子的傅立叶图像的移位影响在具有参数下转换光子对的各种量子相关实验中基于空间模式的投影的质量。这一结果对下转换光子在量子成像和量子通信中的应用有一定的参考价值。
2017-05-09 physics.optics quant-ph
Low-noise quantum frequency conversion with cavity enhancement of converted mode
本文提出仅增强转换模式的集成腔结构量子频率转换器件，在780 nm到1540 nm单光子下转换实验中，配合宽带通滤波器实现了与外部窄带滤波相当的信噪比并保持非经典统计。
2024-09-09 quant-ph
Resource theory of quantum non-Gaussianity and Wigner negativity
我们为连续变量系统开发了一个资源理论，该理论基于当前量子技术中常规可用的操作。特别地，自由操作的集合是凸的，并且包括二次变换和条件粗粒度测量。本理论有助于将量子非高斯性和维格纳负性作为资源进行量化，这取决于自由态集的选择，即，高斯态的凸包和正Wigner函数态的凸包。在证明了该理论不存在最大资源状态之后，我们定义了一个可计算资源单调性--维格纳对数负性。我们使用后者来评估实验相关状态的资源内容-例如，增加光子、减少光子、双相和猫态-并找到一些资源集中协议的最佳工作点。我们设想这个框架的应用程序的次普遍和普遍的量子信息处理连续变量。
2018-12-04 quant-ph
Decoy-state quantum key distribution over 227 km with a frequency-converted telecom single-photon source
Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）；University of Strathclyde（思克莱德大学）
本研究利用频率转换的电信单光子源，在227公里光纤上实现了损耗容忍度更高的欺骗态量子密钥分发。
2025-12-04 quant-ph
Design of a High Power Continuous Source of Broadband Down-Converted Light
我们提出了一种低阈值光学参量振荡器（OPO）的设计和实验证明的原则，连续振荡在一个大的带宽允许的相位匹配。大的振荡带宽是通过选择性的双光子损耗来实现的，双光子损耗抑制了固有的模式竞争，这往往会使传统OPO的带宽变窄。我们的设计进行成对锁模的许多频率对，直接相当于被动锁模的超短脉冲激光器。获得连续\textit{and}宽带下变频光的高功率的能力使得能够最佳地利用下变频光谱内的相关性，从而即使在经典的高功率水平下也强烈地影响双光子相互作用，并且为诸如双光子光谱学和显微术以及光学扩频通信的应用开辟了新的场所。
2006-08-29 quant-ph
On the Purity and Indistinguishability of Down-Converted Photons
自发参量下转换产生的光子是量子信息科学中最有用的资源之一。它们的两个最重要的特性是纯度和不可吸收性，这决定了它们作为资源的有用性。我们展示了如何通过使用单对源的Hong，Ou和Mandel（HOM）类型的干扰来访问这些特性。我们还提供了简单直观的分析公式，以提取其值从深度的干涉图案。通过与实验结果和数值模拟的比较，证明了这些表达式的有效性。这些结果为设计SPDC源和表征它们发射的量子态提供了必要的工具，这将在发展复杂的量子光子实验中发挥越来越重要的作用。
2012-11-01 quant-ph
A measure of non-Gaussianity for quantum states
提出了一种$n$振子模系统的量子态的非高斯性测度。我们的测量是基于准概率$Q(α), α\in{\cal C}^n$。由于任何非高斯性的度量都必须试图对$Q$函数的形状与高斯的偏离做出定量陈述，因此任何好的非高斯性度量在不改变$Q$函数形状的变换下都应该是不变的，即位移、通过被动线性系统和所有相空间变量的均匀缩放：$Q(α)\to λ^{2n}Q(λα)$。我们的措施，满足这个“形状标准”计算几个家庭的状态，并与现有的措施的非高斯的结果进行了对比。形状准则意味着，特别是，非高斯的光子添加的热状态应该是独立的温度。
2008-12-15 quant-ph
Can we control the amount of useful nonclassicality in a photon added hypergeometric state?
近年来，人们从不同的角度对非高斯诱导运算进行了研究。利用量子数和非经典性测度，研究了有限维超几何量子态中非高斯性诱导操作--光子加和对非经典性增强的作用.我们观察到，表征单光子源质量和反经典性的措施导致类似的结论，即，为了获得期望的量子特征，必须选择所有的状态参数，使得平均光子数保持较低。光子加超几何态的Wigner对数负性和从该态经分束器输出产生的双模纠缠态的并发性表明，增加态参数和光子数增加，而降低态的维数，可以增强非经典性.原则上，减少态的维数类似于烧孔，因此有望增加非经典性。此外，维格纳函数的变化不仅定性地说明了通过并发势和维格纳对数负性定量观察到的相同特征，而且还说明了量子态的非高斯性。
2021-03-25 quant-ph
Quantum non-Gaussianity and quantification of nonclassicality
非经典性的代数量化，自然产生于量子叠加原理，与正则非经典性准概率的性质有关。后者通过Glauber-Sudarshan $P$ ~函数的非高斯滤波获得。它们给出了非古典性程度的下限。我们还推导出了高斯态的凸组合的界限，用于直接从实验上可获得的非经典准概率证明量子非高斯性。其他量子态表示，如$s$参数化准概率，不足以指示或甚至不能直接揭示量子态的性质的详细信息。作为一个例子，我们的方法被应用到多光子添加压缩真空态。
2018-05-18 quant-ph
Telecom-band quantum interference of frequency-converted photons from remote detuned NV centers
量子网络上的纠缠分布有望实现全新的技术。在过去的十年中，分离的量子处理节点之间的纠缠已经在几个实验平台上实现。为了实现大都市规模的量子网络测试床，在现有的电信基础设施上创建和传输不可区分的单光子是关键。在这里，我们报告了远程发射的光子的干扰，光谱失谐NV中心为基础的网络节点，使用量子频率转换到电信L波段。我们发现的能见度为0.79 $\pm$ 0.03和转换NV光子之间的不可分辨性约0.9在整个范围内的发射持续时间，确认删除的光谱信息存在。我们的方法实现了对节点的完全分离和独立控制，控制和量子信号的时分复用，以及用于稳定输出频率的主动反馈。我们的研究结果展示了一个工作原理，可以很容易地在其他平台上使用，并显示了一个清晰的路径，以产生大城市规模，固态纠缠部署的电信光纤。
2022-01-31 quant-ph
Quantum diffraction and interference of spatially correlated photon pairs generated by spontaneous parametric down-conversion
我们演示了单光子和双光子衍射和干涉实验，利用参数下转换光子对（双光子）和透射光栅。在双光子探测中，双光子表现出的衍射干涉图案相当于与组成光子波长的一半相关的有效单个粒子的衍射干涉图案。然而，在单光子探测的情况下，没有观察到衍射干涉图案。我们发现，这些现象起源于下转换光子之间的空间量子关联。
2002-10-21 quant-ph
Photon triplets from integrated microrings: A path towards deterministic non-Gaussianity on a chip
University of Toronto（多伦多大学）；Università di Pavia（帕维亚大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）
本文提出利用微环谐振器中的级联自发四波混频生成非高斯光态，展示其在芯片上实现确定性非高斯光的潜力。
2026-01-29 physics.optics quant-ph
Continuous-variable entanglement distillation by cascaded photon replacement
我们研究了连续变量系统在光子替换协议下的纠缠蒸馏。研究了一个级联协议，我们发现，所产生的纠缠增加的重复次数。有趣的是，纠缠增强对协议的不对称性不敏感，并且在没有损失的情况下对任何安排都给出了相同的结果。结果态的非高斯性也被研究，它被发现，状态的非高斯性显着依赖于实验安排。通过提供光子替换操作的实际信息，这项工作是实现通用量子计算的一步。特别是，在去高斯化协议仅适用于其中一方的设置中。
2019-11-13 quant-ph
Enhancement of non-Gaussianity and nonclassicality of pair coherent states with postselected von Neumann measurement
本文研究后选择冯·诺依曼测量对配对相干态的影响，发现其能增强非高斯性与非经典性，并通过缩放联合Wigner函数验证，为提升PCS量子信息效率提供新方案。
2025-05-10 quant-ph
Quantum non-Gaussianity of light and atoms
本文综述了光子和声子量子非高斯态的理论判据、实验验证及其在量子传感等任务中的应用，并比较了热噪声鲁棒性与离子声子Fock态的传感能力，为相关实验发展提供指引。
2025-03-13 physics.optics quant-ph
Sufficiency of quantum non-Gaussianity for discrete-variable quantum key distribution over noisy channel
利用非经典单光子态可以增强和扩展量子密钥分发。我们研究了量子密钥分发的安全性和光的量子非高斯性之间的联系，通过一个有噪声的量子信道传播后，到达接收机的检测系统，被完全控制的窃听者进行一般的集体攻击。我们表明，虽然量子非经典性所表现出的光到达接收器的站是一个必要的指示的离散变量协议的安全性，量子非高斯性可以是一个足够的指示其安全性。因此，通过执行标准自相关函数测量来检查该光的非高斯性可以用于预先验证测量和测量方案的可用性。它可以起到类似的作用，事先验证的量子相关性足以违反贝尔不等式的纠缠为基础的协议。
2017-07-12 quant-ph
Engineering of orbital angular momentum spectrum of down-converted photons with mode-invariant pump
本文研究了参量下转换过程中光子的轨道角动量谱。我们研究了泵浦模式的横向轮廓如何影响光谱相比，高斯泵浦光束。结果表明，采用理想涡旋模作为泵浦光，可以使光谱得到很大的压缩。在轨道角动量基下，我们进一步研究了两个下转换光子之间的纠缠。我们观察到，纠缠在拉盖尔-高斯模式的光子表现出更大的高维纠缠。
2019-05-07 physics.optics quant-ph
Two photon absorption and coherent control with broadband down-converted light
我们实验证明了宽带下转换光（压缩真空）的双光子吸收（TPA）。虽然不相干并且表现出热噪声的统计，但是宽带下转换光可以诱导具有与飞秒脉冲相同的尖锐时间行为的TPA，同时表现出窄带泵浦激光器的高光谱分辨率。使用脉冲整形方法，我们在铷中相干控制TPA，展示了比光本身的实际带宽和持续时间低3-5个数量级的光谱和时间分辨率。这些特性可以在各种应用中得到利用，例如扩频光通信、断层扫描和非线性显微镜。
2004-01-15 physics.atom-ph quant-ph
The role of initial entanglement and nonGaussianity in the decoherence of photon number entangled states evolving in a noisy channel
研究了噪声信道中连续变量纠缠的退化问题，重点研究了光子数纠缠态的演化。我们利用几个可分性标准，并将所得的分离时间与任何时候的非高斯值进行比较，从而表明在低温区域：i）非高斯性是纠缠的相对熵的界限和ii）Simon'标准也为非高斯态提供了分离时间的可靠估计。我们提供了几个证据支持的猜想，高斯纠缠是最强大的抗噪声，即它生存的时间比非高斯的，这可能是一个普遍的功能CV系统在马尔可夫信道。
2010-07-30 quant-ph
The conservation of orbital angular momentum and the two-photon detection amplitude in spontaneous parametric down-conversion
考虑角动量守恒和不守恒两种情况，研究了当引入轨道角动量物理量时，自发参量下转换光束的双光子探测幅度.理论计算与实验观测结果一致，表明下转换光束的双光子探测振幅的空间结构携带着关于自发参量下转换中轨道角动量守恒或不守恒的重要信息。
2007-03-21 quant-ph
Non-Gaussian quantum states of a multimode light field
尽管多模光的高斯量子态由于其可扩展性而成为有前途的量子资源，但非高斯性对于量子技术是不可或缺的，特别是为了达到量子计算优势。然而，在多模高斯状态中体现非高斯性仍然是一个挑战，因为在多模场景中难以实现可控的非高斯操作。在这里，我们报告的第一代非高斯量子态的多模光场减去一个光子在所需的模式，从多模高斯态，并观察到负的维格纳函数。对于纠缠高斯态，我们观察到光子相减使得非高斯性在不同的纠缠态之间传播。除了在量子技术中的应用外，我们的结果还为非高斯多模纠缠提供了新的思路，特别强调量子网络。
2019-01-30 quant-ph
Directional emission of down-converted photons from a dielectric nano-resonator
关联光子对的产生是当代量子光学的重要课题之一。在这里，我们从理论上描述了在自发参量下转换过程中的光子对的产生在一个共振的球形纳米粒子的介电材料与散装$χ^{(2)}$非线性。我们选择的纳米粒子的尺寸，满足米氏理论所描述的共振本征模的条件。我们发现，高度定向的光子对产生可以观察到利用非线性Kerker型效应，这种制度提供了有用的偏振相关性。
2020-11-16 physics.optics quant-ph
