How subtraction of a single photon affects many quantum modes
从多模量子场中减去一个单光子被分析为开放量子系统的条件演化。我们开发了一个理论，描述不同的减法方案在一个统一的方法，我们引入的概念，减法模式固有的过程。减影模式与场模式之间的匹配定义了光子减影的不同可能场景。特别是，我们的框架确定：条件的纯光子减法，量子态的场模式条件的光子减法，具有最高保真度的模式与单光子状态时，减法是在多模压缩光。我们用我们的理论来分析从一个高度多模的量子资源-一个训练的量子压缩或相关的光脉冲的光子减法。在各种多模光场上最佳地执行光子减法具有以复用和可扩展的方式实现许多量子信息协议的潜力。
2015-10-14 quant-ph
Comparing on-off detector and single photon detector in photon subtraction based continuous variable quantum teleportation
研究比较了单光子探测器与开关探测器在双模压缩真空态光子扣除及连续变量量子隐形传态中的表现，以成功概率与保真度增强的乘积为品质因数，结果表明单光子探测器更优。
2024-09-24 quant-ph
Single Photon Ignition of Two-photon Super-fluorescence through the Vacuum of Electromagnetic Field
提出了辐射子系综的反转子系综通过真空场与另外两个偶极活性原子子系综相互作用，在原子间的双光子交换过程中产生双量子集体发射的点燃。为了加速双光子的集体衰变速率，提出了系综中双光子与反向辐射体的单量子跃迁之间的三粒子共振，得到了激发原子子系综的相对偶极禁戒跃迁.亚原子系综中三个超荧光过程之间的相互作用发生在其中一个辐射子系统中的相对偶极禁戒跃迁。双量子的集体共振发射和吸收具有非传统的行为，并伴随着光子集体发射过程的加速和抑制。
2010-12-17 quant-ph
Sub-Planck structures and sensitivity of the superposed photon-added or photon-subtracted squeezed-vacuum states
本文提出由两个压缩真空态叠加后经光子增加或减除构造的类罗盘态，证明其维格纳函数可产生远小于普朗克尺度的结构，且灵敏度超过标准量子极限，光子增加情形因平均光子数更高而具有更小子普朗克结构和更高位移灵敏度，适用于量子传感。
2023-05-30 quant-ph
Tomography of a Mode-Tunable Coherent Single-Photon Subtractor
单光子减法在连续变量量子信息中具有非高斯特性，在光学量子信息处理中具有重要作用。虽然基于低反射率分束器实现单光子减法的常规方式对于单模量子态适当地工作，但是它不适合多模量子态，因为从所有多模中减去单个光子而不保持它们的模式相干性。在这里，我们实验实现和表征模式可调谐相干单光子晶体和频产生的基础上。它可以从光的一个期望的时频模式或从多个时频模式的相干叠加中专门减去单个光子。为了充分表征所实现的单光子减法，我们采用基于相干态的量子过程层析成像。模式可调谐的相干单光子晶体将是实现非高斯量子网络的基本元件，而非高斯量子网络是在信息处理中获得量子优势所必需的。
2017-02-07 quant-ph
Nonclassicality and sub-Planck structures of photon subtracted compass states
本文研究了光子扣除罗盘态的非经典性质，通过Wigner函数、压缩及多种光子统计参数进行分析，探讨了其亚普朗克结构，并证明光子扣除不会导致相空间位移引起的灵敏度损失。
2025-03-05 quant-ph
Tomography of the temporal-spectral state of subnatural-linewidth single photons from atomic ensembles
亚自然线宽单光子源是光子量子信息科学中探索时间自由度的一个潜在候选源。这种类型的单光子源已被证明可以在没有任何外部腔或过滤器的情况下在原子系综中产生和重塑，并且通常通过光子计数技术来表征。然而，光子源的全复时间模函数（fundamentaltemporalmode function，ff）不能从直接光子计数测量中被揭示。在这里，第一次，我们展示了完整的时间模式的亚自然线宽单光子产生的冷原子云。通过单光子与不同中心频率的本振子之间的外差探测，我们在可分辨的时间仓中恢复了单光子的时间密度矩阵。此外，我们证明了通过零差检测测量的约化自相关函数完美地揭示了亚自然线宽单光子的纯时间光谱状态。
2018-07-05 quant-ph
Single Photon Subradiance: Quantum control of spontaneous emission and ultrafast readout
最近的工作表明，共振二能级原子系综的集体单光子辐射，即单光子超辐射，是一个丰富的研究领域。本文讨论了超辐射的另一面，即亚辐射。单光子亚辐射态对集体自发发射是潜在稳定的，并且可以具有超快读出。特别是它示出了多少原子集体效应提供了一种新的方式来控制自发发射的准备和亚辐射和超辐射状态之间的切换。
2015-09-21 quant-ph
Feedforward-enhanced Fock state conversion with linear optics
光的工程量子态代表了绝大多数光子量子技术应用中的关键任务。直接操纵光信号中的光子数，例如单光子减法和加法，被证明是该任务的有效策略。在这里，我们提出了一个自适应多光子减法方案，其中一个特定的减法任务是由所有以前的减法事件的条件，以最大限度地提高成功减法的概率。我们从理论上说明了这种技术的Fock态通过光子减法转换的模型例子。我们还通过实验证明了该建议的核心构建模块，实现了双光子态到单光子态的前馈辅助转换。我们的实验结合了两个基本的光子减法块，其中第二减法分束器的分束比受到第一减法块使用超快速前馈回路实时测量结果的影响。报道的优化光子减法方案适用于广泛的光子态，包括高度非经典的Fock态和压缩光，推进了光子量子工具箱。
2020-04-29 quant-ph
Subnatural-linewidth fluorescent single photons
针对共振荧光难产生亚自然线宽单光子的问题，提出基于Λ型等能级结构的普适生成方法，揭示通用条件，线宽可外场调控且比自然线宽小数个量级，可在多平台实现并推动量子领域研究。
2024-07-10 quant-ph
Deterministic subtraction of single photons based on a coupled single quantum dot-cavity system
我们描述了一个在Voigt组态中的固态系统中的确定性单光子减法方案，该系统由一个带电的量子点耦合到一个双模光子晶体腔中，并施加一个中等的磁场。我们数值模拟的光脉冲注入到双模腔的模式之一，并表明，该系统确定性地转移一个光子到第二个腔模式的输入脉冲的形式Fock状态和相干状态。
2019-03-29 quant-ph
Artificial atoms can do more than atoms: Deterministic single photon subtraction from arbitrary light fields
我们研究了光子与人工原子相互作用的相互作用，在存在一个受控的退相。这种由多个独立散射体组成的人工原子可以表现出优于单个原子的显著性质，其中一个突出的例子是基于里德伯阻塞的超原子。我们证明了诱导的退相允许从任意入射探测场控制单个光子的吸收。这种独特的光子-物质相互作用工具为构建新型量子器件开辟了一条道路，并提出了几种潜在的应用，如单光子晶体管，高保真n光子计数器，或通过光子减法创建非经典光态。
2011-03-07 quant-ph
Gain of squeezing via photon subtractions
本文提出通过从单模压缩真空态中减除光子来增强压缩度的方法，重点分析了双光子减除策略在成功概率、压缩增益范围和正交分量方差方面的实际优势，并研究了非理想光子数分辨探测器及单光子辅助方案对测量诱导连续变量态性能的影响。
2025-02-05 quant-ph
Sub-Rayleigh Quantum Imaging Using Single Photon Sources
我们提出了一种技术，能够成像一个独特的物理对象与子瑞利分辨率在一个普通的远场成像设置仅使用单光子源和线性光学工具。对于矩形孔径和两个或四个单光子发射器的情况，我们将我们的方法分别提高了两个或四个因子的分辨率。
2008-05-13 quant-ph
Boosting the generation rate of squeezed single-photon states by generalized photon subtraction
本文提出广义光子减除方法，在保持态质量的同时将压缩单光子态生成速率提升一个数量级以上，并通过2 dB和4 dB实验验证，推动其在量子信息协议中的应用。
2024-12-27 quant-ph
Formation of ultrashort pulses with sub-Poissonian photon statistics
研究了一种产生具有抑制光子涨落的超短光脉冲的简单方法。该方法基于非线性介质（光纤）中USP的自相位调制（SPM）以及随后通过色散光学元件的脉冲传输。
2000-03-13 quant-ph
Optimal sub-Poissonian light generation from twin beams by photon-number resolving detectors
我们通过利用具有大量光子的多模双光束态的量子关联来产生非经典条件态。实验揭示了双光束的亚散粒噪声关联与条件态的亚泊松性质之间的密切关系。它确定了亚泊松光产生的最佳条件。
2013-09-30 quant-ph
Maximal entanglement increase with single-photon subtraction
纠缠态是量子信息技术不可缺少的量子资源。在连续变量量子光学中，光子相减可以增加光的高斯态之间的纠缠，但对于混合态，这种纠缠增加的程度知之甚少。在这项工作中，我们使用基于Rényi-2熵的纠缠度量来证明单光子相减使两体纠缠增加不超过log 2。这个值与一个光子所能达到的最大二体纠缠量相吻合。该上界对所有高斯输入态都是有效的，与模式的数目和纯度无关。
2022-04-28 quant-ph
Pure down-conversion photons through sub-coherence length domain engineering
光子量子技术依赖于相干单光子的有效来源，相干单光子是量子信息的理想载体。来自参数下转换的预示单光子可以将按需单光子近似到期望的程度，其中通过群速度匹配和定制的晶体非线性实现高光谱纯度。在这里，我们提出了与子相干长度域的晶体非线性工程技术。我们首先介绍了两个现有的方法的组合：一个确定性的方法与相干长度域和概率域宽度退火。然后，我们将展示如何相同的确定性域翻转方法可以实现与子相干长度域。这两种互补技术都能产生高纯光子，优于以前的方法，特别是对于与飞秒激光器匹配的短非线性晶体。
2017-04-20 quant-ph
Engineering quantum operations on traveling light beams by multiple photon addition and subtraction
我们提出并研究了一个概率实现任意单模量子操作的光学方案，该操作可以表示为光子数算符的函数。该方案相干地结合了多光子加法和减法，在现有技术下是可行的。作为具体的例子，我们表明，该器件可以执行近似无噪声的线性放大的光，可以模仿克尔非线性。
2009-10-21 quant-ph
Observation of sub-Poisson photon statistics in the cavity-QED microlaser
我们测量了腔QED微激光输出的二阶关联函数，观察到随着腔内原子平均数目的增加，光子从聚束到反聚束的转变。在量子微激光理论和光子速率方程图像的背景下，可以很好地描述所观察到的相关时间和从超到亚泊松光子统计的过渡，通过增益-损失反馈或增强/减少恢复作用对光子数的波动。然而，该理论预测的反聚束程度比观察到的大几倍，这可能表明其处理原子速度分布的不足。
2005-03-15 quant-ph
One-Photon and Two-Photon Double-Slit Interferences in Spontaneous and Stimulated Parametric Down-Conversions
我们从理论上讨论了自发和受激参量下转换的单光子和双光子双缝干涉。我们发现，在一般的自发参量下转换（SPDC）中，I型和II型晶体都可以存在双光子亚波长干涉。我们提出了一种观察亚波长干涉的替代方法，通过联合强度测量，这只发生在I型晶体在较高的SPDC增益。当一束信号光入射到晶体中时，两束受激下转换光可以产生两个干涉图样，不存在亚波长干涉效应。
2004-01-20 quant-ph
Sub-femtosecond determination of transmission delay times for a dielectric mirror (photonic bandgap) as a function of angle of incidence
利用双光子干涉技术，我们测量了单光子波包通过多层介质镜传输的延迟，多层介质镜起着“光子带隙”介质的作用。通过改变入射角，我们能够确认群延迟（固定相位近似）预测的行为，包括延迟时间从超光速到亚光速的变化，因为带边被调谐到我们的光子的波长。与理论的协议是优于0.5飞秒（小于四分之一的光学周期），除了在大角度的入射。其余差异的来源尚不完全清楚。
1995-01-16 quant-ph
Optical vortex produced by Single Photon Subtraction from two mode squeezed state Produces Maximum Entanglement
本文通过研究双模压缩态多光子相减的纠缠，发现单光子相减产生的纠缠最大。我们认为，单光子相减产生最大纠缠，因为它比多光子相减更具有非经典性质
2012-11-08 physics.optics quant-ph
Controlled multi-photon subtraction with cascaded Rydberg superatoms as single-photon absorbers
制备具有明确量子特性的光脉冲需要在单个光子水平上进行精确控制。在这里，我们展示了从入射光脉冲中精确和受控的多光子减法。我们采用了一个级联系统的紧密限制冷原子合奏与强大的，集体增强耦合的光子里德堡态。由里德伯原子之间的相互作用引起的激发阻断将光子吸收限制为每个系综一个，并且集体激发的工程化退相抑制光子的受激再发射。我们实验证明减法与多达三个吸收。此外，我们提出了一个彻底的理论分析，我们的计划，我们确定弱拉曼衰减的长寿命的里德伯态的主要来源的失真减去光子数。我们表明，我们的计划应该规模以及更高的吸收体数量，如果拉曼衰减可以进一步抑制。
2021-03-29 physics.atom-ph quant-ph
Observing sub-Poissonian statistics of twisted single photons using oscilloscope
自发参量下转换产生的先驱单光子源（HSPS）作为单光子源被广泛应用。我们在实验室研究了携带轨道角动量的HSPS的光子数统计，并仅用光电探测器和示波器观察了亚泊松统计。
2019-07-24 physics.optics quant-ph
Sub-nanosecond Electro-optic Modulation of Triggered Single Photons from a Quantum Dot
单光子波包的控制是发展由不同物理系统通过光子相互作用而构成的混合量子系统的重要资源。在这里，我们将这种控制扩展到由量子点发射的触发光子，与电光调制的辐射衰减相比，在时间尺度上快速地对单光子波包进行时间成形。特别地，同步调制由具有指数衰减波包的量子点中的激子的复合产生的双光子带单光子以产生高斯形单光子波包。我们探索了其他脉冲形状，并研究了这种技术用于提高量子点产生的单光子的不稳定性的可行性。
2011-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sub-Rayleigh Imaging via N-Photon Detection
瑞利衍射边界设置了在常规成像系统中可区分的两个点对象的最小间隔。我们证明了分辨率增强超出瑞利边界使用随机扫描的高度聚焦的光束和N-光子光电探测实现单光子雪崩探测器阵列。实验结果表明，分辨率提高了一个因素~sqrt（N）超过瑞利界限，在良好的协议与理论。
2010-07-06 physics.optics quant-ph
Single-photon detectors on arbitrary photonic substrates
提出基于转移打印的方法，将超导纳米线单光子探测器集成到任意光子基底上，消除了材料与表面形貌限制，在商用硅和铌酸锂光子电路中实现波导内单光子探测，为可扩展量子信息处理提供通用构建模块。
2024-09-12 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Single photons from dissipation in coupled cavities
提出了一种基于一对弱非线性光学腔的单光子源。当两个腔都由相互相干的场驱动时，即使每个光子的非线性能量远小于耗散率，靶腔中也会产生亚泊松光。的子泊松字符的字段持有超过延迟测量的逆光子寿命，在传统的光子封锁，从而允许单光子发射脉冲激发下。我们讨论了一种可能的实现相关的光子平台的耗散耦合。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Efficiency of Entanglement Concentration by Photon Subtraction
我们介绍了一种效率的措施，光子减法协议的目的是纠缠集中在一个单一的副本的二分连续变量状态。然后，我们表明，迭代的协议不会导致更高的效率比一个单一的应用程序。为了克服这一限制，我们提出了一个自适应版本的协议，能够大大提高其效率。
2013-08-24 cs.IT math.IT quant-ph
