基于场算符变换的环形腔损耗的量子光学描述

硅微环腔产生时间仓纠缠光子对

Time-bin entangled photon pair generation from Si micro-ring resonator

利用连续激光泵浦的7 μm半径硅微环谐振腔，实现了通信波段时间仓纠缠的产生。该谐振腔结构可以增强自发四波混频，导致约90-100 Hz的光子对产生速率，激光泵浦功率低至-3.92 dBm（0.41 mW）。我们成功地观察到了时间仓纠缠，可见度超过92%。此外，通过改变工作温度证明了纠缠光子对的波长可调谐性。

采用SiN微环谐振器作为紧凑量子态分析器的短波DPS-QKD

Shortwave DPS-QKD Employing a SiN Micro-Ring Resonator as Compact Quantum State Analyser

提出一种采用SiN微环谐振器作为紧凑量子态分析器的简化短波DPS-QKD方案，在852 nm波长下实现了25.3 kb/s的原始密钥率，并支持C波段电信光纤的免触控短距离安全通信。

面向超导量子器件的采用超声边缘微切削工艺的高Q值带槽铝共面谐振器

High-Q trenched aluminum coplanar resonators with an ultrasonic edge microcutting for superconducting quantum devices

本文针对超导量子比特介电损耗问题，提出含空气桥与硅衬底刻蚀的兼容Josephson结CPW谐振器制备工艺，结合超声边缘微切削技术，使湿法刻蚀铝谐振器在高低功率下均获极高品质因数。

硅光子学中两个独立微环腔源的片上量子干涉

On-chip quantum interference with heralded photons from two independent micro-ring resonator sources in silicon photonics

多源单光子之间的高可见度片上量子干涉是集成线性光学量子计算的关键前提。微环谐振器中的谐振增强自然能够在没有任何紧密光谱滤波的情况下产生更亮、更纯和更不可区分的单光子。来自多个微环谐振器的预示单光子的不可分辨性尚未在任何光子平台中测量。在这里，我们报告的芯片上的不可分辨性测量预示着单光子产生的独立的微环谐振器通过使用芯片上的马赫-曾德尔干涉仪和光谱解复用器。我们测得的原始预告双光子干涉条纹的可见度为72 +/-3%。这一结果与我们的模型一致，该模型包括器件缺陷、光谱杂质和多对发射。我们确定多对排放的主要因素限制的非经典干涉的可见性，并在未来的实验中实现接近统一的可见性的路线。

高精细度环形谐振腔中的光晶格

Optical Lattice in a High Finesse Ring Resonator

在精细度为$1.8 \times 10^5$、模体积为1.3 $mm^3$的环形谐振腔内部形成具有铷原子的光晶格（$^{85}Rb$）。我们通常在高达$10^{12} cm^{-3}$的密度和25至125 $μK$的温度下捕获几次$10^6$原子。尽管腔的带宽很窄（17.3 kHz），但由于腔内强度波动而产生的加热保持在较低水平，使得温度的时间演变由蒸发冷却决定。

耦合光子环形腔中的量子无规行走

Quantum random walks in coupled photonic ring resonators

量子随机游走使用干涉来获得更快的状态空间探索，这可以用于算法目的。光子技术为许多最近的实验演示提供了一个自然的平台。在这里，我们分析了相干光在串联耦合光子环谐振器中的传播所实现的量子无规行走。我们提出了一个家庭的图形建模这些设备和比较量子和经典的随机行走这些结构，计算稳态和时间相关的解决方案。我们得到的条件量子优势在这种情况下，并显示如何恢复经典的随机游走平均量子相位。初步设备的可行性测试进行了通过模拟和实验结果，使用聚合物定向耦合器。

超导铌微带谐振器微波损耗与磁场的关系

Magnetic Field Dependent Microwave Losses in Superconducting Niobium Microstrip Resonators

我们描述了一个实验协议，以表征磁场依赖于超导铌微带谐振器的微波损耗。我们的方法提供了一个统一的观点，涵盖了两个著名的磁场相关的损失机制：准粒子产生和涡旋运动。我们发现，准粒子的产生是平行磁场的主要损失机制。对于垂直场，主要的损失机制是涡流运动或从准粒子生成到涡流运动的切换，这取决于冷却程序。特别是，我们引入了一个图的品质因数与谐振频率作为一种通用的方法，用于确定占主导地位的损失机制。我们通过模拟复电阻率计算预期的谐振频率和品质因数作为磁场的函数。表征微波损耗的关键参数估计从观察到的和预期的谐振器特性的比较。基于这些关键参数，我们发现厚度与其穿透深度相似的铌谐振器是X波段电子自旋共振应用的最佳选择。最后，我们检测到部分释放的迈斯纳电流在涡流穿透场，这表明涡流和迈斯纳电流的边缘附近的相互作用是必不可少的理解的磁场依赖的谐振器属性。

超导铝微波谐振腔中表面损耗的量化

Quantifying surface losses in superconducting aluminum microwave resonators

研究通过测量铝谐振腔中表面双态系统对微波吸收的影响，发现表面损耗主要由2.7nm厚的本征AlOx层引起，HF处理可去除氧化层但易导致快速氧化再生，影响器件稳定性。

超导共面波导谐振器中器件结构和材料特性对介质损耗的影响

Effects of device geometry and material properties on dielectric losses in superconducting coplanar-waveguide resonators

超导共面波导（CPW）谐振器是电路量子电动力学（cQED）的关键器件之一。它们的性能可能受到衬底和材料界面中的介电损耗的限制。可靠的建模是必需的，以帮助在cQED的低损耗CPW结构的设计。我们分析了几何依赖的介质损耗在CPW结构中使用有限元建模的参与率的损耗区域。在实际情况下，这些区域的介电常数和损耗角正切的不确定性在理论预测的参与率中引入了不确定性。我们提出了一种方法相结合的两级系统限制的品质因数和共面波导谐振器的谐振频率的测量损耗模拟。也就是说，我们解决了一个反问题，找到模型参数产生的测量值。高品质因数是通过适当地设计的共面波导结构的横截面几何形状，但更准确的建模和低损耗共面波导谐振器的设计方法，需要未来的重大改进。我们的非线性优化方法解决上述反问题是在这个方向上的一步。

微环形腔中的后向散射和自发四波混频

Backscatter and Spontaneous Four-Wave Mixing in Micro-Ring Resonators

我们模型的后向散射电场传播通过光学微环谐振器，发生在环和耦合器。这些提供了有用的工具，在这些光学设备中的传输和环场建模。然后，我们讨论了自发四波混频和使用的模型，以获得预示的效率和速率。我们观察到这些之间的权衡，这变得更加极端的环变得更加强烈的反向散射。

铌酸锂声学谐振器中的表面与体两能级系统损耗

Surface and Bulk Two-Level System Losses in Lithium Niobate Acoustic Resonators

本研究制备了高品质因数铌酸锂体声波谐振器，分离并量化了表面与体两能级系统的损耗贡献，证实体声波器件工作在体限制区，为铌酸锂量子声学器件的材料与工艺优化提供了依据。

环形谐振腔中相干态相对于任何量子探针单程吸收估计策略的优势

Advantage of Coherent States in Ring Resonators over Any Quantum Probe Single-Pass Absorption Estimation Strategy

光的量子态已经被证明可以提高吸收估计的精度。通过利用干涉和共振增强效应，我们表明，相干态探针在全通环形谐振器可以优于任何量子探针单通策略，即使归一化的平均输入光子数。我们还发现，在最佳条件下，相干态探针等于任意明亮的纯单模压缩探针的性能在全通环形谐振器。

利用超导微波谐振器测量材料损耗

Materials loss measurements using superconducting microwave resonators

用于量子计算的超导电路的性能受到材料损耗的限制。特别是，相干时间通常由单光子功率和毫开尔文温度下的两能级系统（TLS）损耗限制。低损耗制造技术、材料和薄膜封装的识别对于实现超导量子计算的可扩展架构至关重要。超导微波谐振器为评估性能和研究TLS损耗以及与超导电路相关的其他机制（诸如非平衡准粒子和磁通量涡旋）提供了方便的量子比特代理。在这篇评论文章中，我们提供了一个概述的考虑因素，设计精确的谐振器实验，以表征损失，包括适用类型的损失，低温设置，设备设计，以及提取材料和接口损失的方法，总结技术已经发展了二十多年。还总结了各种材料和工艺的测量结果。最后，我们提出了建议，超导微波谐振器的损耗数据的报告，以促进材料的比较在整个领域。

SOI / BiCMOS微环谐振器辅助的紧凑型差分相移量子接收机

Compact Differential Phase-Shift Quantum Receiver Assisted by a SOI / BiCMOS Micro-Ring Resonator

我们展示了一个相位选择和无色的量子接收机辅助下的硅绝缘体上的microns，使一个低的1.3%的QBER在5.3kb/s的安全密钥速率。与延迟干涉仪相比，不会产生任何损失。BiCMOS 3D集成被证明是可行的。

量化mK温度下铌谐振器中捕获磁涡旋的损耗

Quantifying Trapped Magnetic Vortex Losses in Niobium Resonators at mK Temperatures

本文通过3D铌腔在毫开尔文和低光子区间直接量化了捕获磁涡旋引起的微波损耗，发现即使10 mG的捕获磁通量也会严重限制品质因子和T_1，表明实现长相干时间仍需严格的磁屏蔽。

单分子与片上环形谐振腔的相干耦合

Coherent coupling of single molecules to on-chip ring resonators

我们报告的低温耦合的有机分子环微谐振器通过循环亚波长波导（纳米波导）。我们讨论了基于芯片的纳米光子元件的制造和表征，该元件在被分子晶体覆盖时产生约20的谐振器精细度。我们观察到的单分子消光下降达到22%，与预期的Purcell增强高达11倍一致。未来的努力将致力于通过与环形微谐振器模式的相互作用有效地耦合少数分子，为实现量子光学合作效应奠定基础。

利用多模超导谐振器的微波损耗表征

Microwave loss characterization using multi-mode superconducting resonators

本研究提出用单个多模超导谐振器表征材料微波损耗的方法，设计两种谐振器测量不同铝材料的三类损耗及工艺影响，结合TEM揭示化学蚀刻改善损耗的机制，为超导量子电路损耗研究提供高效单器件方案。

Tantalum 谐振器中涡旋运动引起的损耗

Vortex Motion Induced Losses in Tantalum Resonators

本研究发现基于 Ta 的超导谐振器中热激活微波损耗源于清洁极限薄膜中的涡旋运动，并证明可通过微加工钉扎涡旋来有效抑制该损耗。

纳米纤维段环形谐振腔

Nanofiber-segment ring resonator

我们描述了一种光纤环形谐振器，它由一个相对较长的标准单模光纤环和一个较短的环形段组成。的倏逝模式的的双折射段允许腔增强场与原子的相互作用，在靠近双折射表面。我们报告的实验中使用一个温暖的原子蒸气和低精细腔，并简要讨论了潜在的实现强耦合制度的腔QED通过使用囚禁原子和这种高精细腔。

用于手征腔量子电动力学和多模强耦合的双折射光纤环形腔

Fiber ring resonator with nanofiber section for chiral cavity quantum electrodynamics and multimode strong coupling

我们实验上实现了一个光纤环形腔，包括一个锥形部分与亚波长直径腰部。在该部分中，被引导的光表现出显著的渐逝场，其允许与光学发射器的有效接口。一个商业可调谐光纤分束器提供了简单和强大的耦合到谐振器。谐振腔的关键参数，如其输出耦合率，自由光谱范围和双折射率可以调整。由于低锥度和耦合损耗，谐振器表现出F=75+/-1的无载精细度，足以达到用于放置在倏逝场中的发射器的强耦合的状态。该系统非常适合于沿超导截面捕获激光冷却的原子系综。基于测量的参数，我们估计该系统可以作为一个平台，光学多模强耦合实验。最后，我们讨论了基于手征量子光学应用的谐振腔的可能性。

单硅环谐振源的片上量子干涉

On-Chip Quantum Interference from a Single Silicon Ring Resonator Source

在这里，我们展示了量子干涉的光子在硅芯片上产生的单环谐振腔光子源。该光源与马赫-曾德尔干涉仪无缝集成，其路径纠缠通过硅环形谐振腔中的自发四波混频产生的简并双光子。通过改变集成马赫-曾德尔干涉仪的相对相位来控制所得到的双光子N 00 N态，从而得到V~ 96%的高双光子干涉活力。此外，我们表明，可以使用泵波长调谐到我们的可调谐激光器（C+L波段）访问的所有环共振产生的干扰。这项工作是对多个光子源和量子线路在单片芯片上的简化集成的关键演示，反过来，使量子信息芯片具有更大的复杂性和功能。

将热原子蒸气耦合到集成环形谐振器

Coupling a thermal atomic vapor to an integrated ring resonator

在具有许多节点的网络内的强相互作用的原子-腔系统构成了量子互联网的可能实现，该量子互联网允许在同一平台上进行量子通信和计算。为了实现这种大规模的量子网络，纳米光子谐振器是有希望的候选者，因为它们可以可扩展地制造并与波导和光纤互连。通过将环形谐振器阵列集成到一个蒸汽室中，我们发现室温以上的热铷原子可以耦合到光子腔中，作为芯片级混合电路的构建模块。虽然在第一次实现中还没有实现强耦合，但我们的方法为原子-腔系统的小型化和可扩展性迈出了关键一步。

电自泵浦下硅环形腔产生的光子对特性

Characterization of photon pairs generated by a silicon ring resonator under electrical self-pumping

本文报道了在硅环形谐振腔中利用自泵浦产生非经典光场。该环被插入到激光腔中，对于该激光腔，该环充当滤波器，使得激光总是发生在选定的环谐振内，而不主动稳定谐振频率。我们通过重建受激发射的测量结果，展示了符合光子对的发射，并研究了它们的相关性质。

圆拟合优化用于谐振子品质因子测量：点重分布以实现最大精度

Circle fit optimization for resonator quality factor measurements: point redistribution for maximal accuracy

通过点重分布优化圆拟合，提升谐振子品质因子测量精度，减少拟合误差并降低背景影响。

利用硅环形腔产生波分复用双端口泵浦时间仓纠缠光子对

Wavelength division multiplexed and double-port pumped time-bin entangled photon pair generation using Si ring resonator

报道了一种利用半径为10 μm的硅环形腔实现时分复用的通信波段时间仓纠缠光子对源。该紧凑型谐振器具有两个插入端口和两个分出端口。通过连续激光泵浦一个插入端口，我们证明了在电信C波段的两个波分复用的时间仓纠缠光子对的有效产生，它们从一个分出端口出来，然后通过波长滤波器分裂成信号光子和空闲光子。谐振器结构增强了用于对生成的四波混频。此外，我们演示了双端口泵浦，其中两个反向传播的泵浦光注入从两个下降端口同时产生纠缠。我们成功地观察到高度纠缠的输出从两个下降端口。令人惊讶的是，在每个下降端口的计数率甚至增加了两倍的单口泵送。这种观察的可能机制进行了讨论。我们的技术允许有效地使用硅环谐振器，并扩大其功能的各种应用。

由多模左手超导环形谐振器介导的人工原子之间的纠缠相互作用

Entangling interactions between artificial atoms mediated by a multimode left-handed superconducting ring resonator

本文研究多模左手超导环形谐振器介导的双量子比特耦合，通过磁通可调量子比特表征并建模横向交换与高阶 ZZ 相互作用的过零及符号变化，为可调纠缠门提供方案。

通过多环谐振器中的共振干涉实现压缩增强

Squeezing Enhancement Through Resonant Interference in Multi-ring Resonators

研究通过多环谐振器中的共振干涉增强压缩光生成，利用双泵退相干方案抑制杂散四波混频并补偿群速度色散。

硅环形腔中双光子的超低功率产生

Ultra-low power generation of twin photons in a compact silicon ring resonator

在1550 nm附近的电信波段，我们在半径为5 μm的硅环形谐振腔中通过自发四波混频有效地产生了相关光子对。通过用200 μW连续波激光器光泵浦我们的器件，我们获得了0.2 MHz的对产生速率，并证明了光子时间相关性，符合与偶然比高达250。结果与理论预测吻合良好，并显示出硅微环谐振器作为集成量子光学应用的室温源的潜力。

半导体拓扑光子环形谐振器

A Semiconductor Topological Photonic Ring Resonator

在两个拓扑结构不同的光子晶体之间的界面处产生单向光子边缘态。在这里，我们展示了一个微米级的GaAs光子环形谐振器，使用自旋霍尔型拓扑光子晶体波导。嵌入式InGaAs量子点用于探测器件的模式结构。我们绘制了谐振腔模式的空间分布图，并通过调整光子晶体晶格参数来控制模式限制。边缘态的固有手性使它们对集成量子光子学中的应用感兴趣，并且谐振器代表了开发具有嵌入式量子发射器的此类设备的重要构建块。

增益损耗平衡的非线性光纤环形腔中的可控混沌动力学

Controllable chaotic dynamics in a nonlinear fiber ring resonators with balanced gain and loss

我们展示了控制单光纤环（SFR）谐振器系统的动力学行为的可能性，其中光纤是放大（增益）通道，环是衰减（损耗）非线性介质。我们的模型是基于最近提出的宇称时间对称合成耦合器结构的简单改变[A。Regensburger等人，Nature 488，167（2012）]。该系统已被建模使用的传递矩阵形式主义。我们发现，这将导致在一个动态可控的算法在系统中固有的混沌动力学。我们还显示了倍周期点的输入振幅的依赖关系，强调在动力学方面。此外，由于输入光的恒定流入，谐振器本质上起到阻尼谐振器的作用的事实已经用谐振器内部的非零强度来阐明。

通过可控损耗实现非厄米多模光学谐振器中的拓扑与临界性

Topology and criticality in non-Hermitian multimodal optical resonators through engineered losses

本研究提出多模非厄米晶格模型，证实其可呈现拓扑模式与临界性，分析其对损耗波动等的鲁棒性，发现可通过外部规范场调控局域化特性，为可控非厄米拓扑设计提供新策略。

Laser stabilization to a cryogenic fiber ring resonator

The frequency stability of lasers is limited by thermal noise in state-of-the-art frequency references. Further improvement requires operation at cryogenic temperature. In this context, we investigate a fiber-based ring resonator. Our system exhibits a first-order temperature-insensitive point around $3.55$ K, much lower than that of crystalline silicon. The observed low sensitivity with respect to vibrations ($<5\cdot{10^{-11}}\,\text{m}^{-1} \text{s}^{2}$), temperature ($-22(1)\cdot{10^{-9}}\,\text{K}^{-2}$) and pressure changes ($4.2(2)\cdot{10^{-11}}\,\text{mbar}^{-2}$) makes our approach …