Frequency-multiplexed Hong-Ou-Mandel interference
实现长距离量子通信所需的量子中继器需要产生分布在基本链路之间的量子纠缠。这些纠缠必须通过贝尔态测量在量子中继器之间交换。本研究的目的是通过频率复用Bell态的测量来提高纠缠的产生率。作为频率复用贝尔态测量的预备步骤，通过使用弱相干态在$\mathrm{Pr^{3+}}$离子掺杂$\mathrm{Y_2SiO_5}$晶体中制备的原子频率梳将三个频率模式映射到时间模式，并且通过符合检测在每个频率模式中观察到Hong-Ou-Mandel干涉，该干涉是两个输入的不可分辨性的量度。所有模式的可见度为40%-42%（理论上高达50%）。此外，我们表明，避免了不同模式的混合。目前的结果与频率选择性贝尔态测量有关，因此与频率复用量子中继器有关。
2023-03-17 quant-ph
Multiplexed on-demand storage of polarization qubits in a crystal
长寿命的多模量子存储器是量子通信发展所需的关键部件。在这里，我们提出了时间复用存储的5光子偏振量子比特编码到弱相干态中的稀土离子掺杂晶体。使用自旋重聚焦技术，我们可以将量子比特保留超过半毫秒。时间复用使我们能够将实验的有效速率提高5倍，这强调了多模存储对于量子通信的重要性。检索时的保真度是高于最大的经典保真度与量子比特编码到单光子上实现的，我们表明，内存保真度主要是由内存的信噪比的限制。这些结果显示了基于稀土离子掺杂晶体的长寿命多模量子存储器的可行性和多功能性。
2016-01-13 quant-ph
Frequency multiplexed entanglement for continuous-variable quantum key distribution
具有连续变量的量子密钥分发已经使用在室温下具有低电子噪声的有利的高速单模零差检测。加上连续变量信息编码到非经典状态，通过有损信道的安全密钥传输的距离可以接近300公里，在目前的光纤。与相干状态协议相比，这样的协议容忍更高的信道噪声，并且还容忍有限的数据处理效率。通过增加系统时钟速率，以及进一步通过光传输信道的合适的频模复用，可以进一步增加密钥速率。然而，多路复用的模式在源或协议的任何其他部分中耦合在一起。因此，多路复用通信将经历串扰并且增益可以是极小的。有利地，零差检测器允许通过适当的数据处理来解决该串扰问题。这是一个潜在的优势，单光子探测器的协议，它不能实现类似的数据处理技术。我们证明了这种方法的积极成果的实验特征的频率复用纠缠源的飞秒光脉冲与自然串扰之间的八个纠缠对模式。作为主要结果，我们预测几乎15倍的高密钥速率。对频率复用纠缠源的实验测试和分析为大容量连续变量量子密钥分发的现场实现开辟了道路。
2021-10-27 quant-ph
Multiplexed storage and real-time manipulation based on a multiple-degree-of-freedom quantum memory
量子态与物质系统的忠实存储和相干操作使得基于量子中继器的大规模量子网络的构建成为可能。为了实现有用的通信速率，将需要高度多模量子存储器来构建多路复用量子中继器。在这里，我们提出了第一个演示的按需存储轨道角动量态与弱相干脉冲在单光子水平的稀土离子掺杂晶体。通过将空间自由度与时间和光谱自由度相结合，我们创建了具有高多模容量的多自由度存储器。该器件可以作为一个具有高保真度的量子模式转换器，这是构建多路复用量子中继器的基本要求。该装置还使得能够实时地对空间四元组编码的光子脉冲进行基本上任意的光谱和时间操纵。因此，开发的量子存储器可以作为可扩展的光子量子信息处理架构的构建块。
2018-09-05 physics.optics quant-ph
Highly-Efficient Quantum Memory for Polarization Qubits in a Spatially-Multiplexed Cold Atomic Ensemble
用于飞行光学量子比特的量子存储器是量子信息科学和技术中广泛应用的关键使能器。一个关键的品质因数是整体存储和检索效率。到目前为止，尽管最近在光脉冲的高效存储方面取得了成就，但量子比特的存储效率有限。在这里，我们报告的极化量子位的量子存储器，结合了平均条件保真度超过99%和效率等于（68 $\pm$ 2）%，从而证明了一个可逆的量子位映射，更多的信息被检索比丢失。量子比特在单光子水平上用弱相干态编码，存储器基于铯原子的细长激光冷却系综中的电磁诱导透明性，空间复用用于双轨存储。这种实现方式在两个轨道上都保持了较高的光学深度，而不会在多路复用和存储效率之间折衷。我们的工作为未来量子网络功能和先进光子电路的测试提供了一个有效的节点。
2018-01-31 quant-ph
A solid-state temporally multiplexed quantum memory array at the single-photon level
本文实现了一个包含十个可单独控制存储单元的固态空间复用量子存储器阵列，结合时间复用技术，在单光子水平下将弱相干脉冲存储于多达250个时空模式中，平均信噪比为10(2)，系统串扰低，有望加速量子节点间的纠缠分发速率。
2025-07-16 quant-ph
Quantum Similarity-Driven QUBO Framework for Multi-Period Supply Chain Allocation using Time-Multiplexed Coherent Ising Machines and Simulated Quantum Annealing
Qkrishi Quantum；Indian Institute of Technology (IIT) Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Quanfluence Private Limited（Quanfluence私人有限公司）
本研究提出混合QUBO框架，结合量子相似性核、松弛位容量约束及相干伊辛机执行，在500个SKU的多周期数据上实现零违规、高利润的工业级供应链分配。
2025-10-24 math.OC quant-ph
Multiplexed sensing of magnetic field and temperature in real time using a nitrogen vacancy spin ensemble in diamond
金刚石中的氮空位（NV）自旋是一种多用途的量子传感器，能够测量诸如磁场、电场、温度和压力等物理量。在目前的工作中，我们展示了一个多路复用的磁场和温度传感。我们在此采用的双频驱动技术基于频分复用技术，可实时检测两种可测量值。必须选择用于双频驱动的NV共振频率对以避免NV自旋态的相干布居俘获。利用高于50 $\%$的增强的光学收集效率和具有天然丰度$^{13}$ C自旋的1b型金刚石晶体，我们同时实现了约70 pT/ $\sqrt{\mathrm{Hz}}$和25 $μ$ K/ $\sqrt{\mathrm{Hz}}$的灵敏度。实验结果表明，NV测温信号对磁场的隔离度高达34 dB，并给出了隔离度的理论描述。这项工作为将NV量子金刚石传感器的应用扩展到更苛刻的条件铺平了道路。
2021-12-01 quant-ph
Towards Integrating True Random Number Generation in Coherent Optical Transceivers
量子通信功能的集成通常需要专用的光电元件，这与电信系统的技术路线图并不相符。我们研究了商业相干收发器子系统在经典数据传输之后支持量子随机数生成的能力，并演示了如何将基于真空涨落的量子熵源转换为真正的随机数生成器。我们讨论了两种可能的实现，建立在接收器和发射器为中心的架构。在第一种方案中，利用相干内差接收机中的平衡零差宽带检测来测量90度混合器的输入处的真空状态。在我们的原理验证演示中，在超过11 GHz的宽带宽上获得了>2 dB的光噪声和电噪声之间的间隙。在第二个方案中，我们提出并评估了重复使用的偏振复用同相/正交调制器的监测光电二极管用于相同的目的。时间交织的随机数产生演示了10吉波特偏振复用正交相移键控数据传输。详细的模型的可用性将允许计算可提取的熵，我们相应地显示随机性提取我们的两个原理证明实验，采用两个通用的强提取器。
2020-07-20 quant-ph
Multiplexed quantum state transfer in waveguides
Instituto de Física Fundamental, IFF-CSIC（基础物理研究所）；Departamento de Física, Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学物理系）
本文提出利用波导实现多路复用量子态传输，通过时域正交光子和频率复用技术，提升量子信息存储与操作的保真度。
2024-05-16 quant-ph
Families of Quantum Fingerprinting Protocols
我们介绍了几个家庭的量子指纹协议，以评估两个$n$位字符串的同时消息传递模型的等式函数。原始量子指纹协议使用少量$\mathcal{O}(\log n)$ -量子位高维信号的张量积[Buhrman et al. 2001]，而最近提出的光学协议使用$\mathcal{O}(n)$单量子位信号的张量积，同时保持原始协议的$\mathcal{O}(\log n)$信息泄漏[Arrazola and Lütkenhaus 2014]。我们发现了一个家庭的协议之间的原始和光学协议，同时保持$\mathcal{O}(\log n)$的信息泄漏，从而证明了发送的信号的数量和每个信号的尺寸之间的权衡。人们对最近提出的使用相干态的光学协议的实验实现感兴趣[Xu et al. 2015，Guan et al. 2016]，但是随着所需的激光脉冲数量随着输入大小$n$线性增长，实验装置的长期稳定性最终面临挑战。我们找到了一个相干态协议，它减少了信号的数量的一个因素$1/2$，同时也减少了信息泄漏。我们的减少利用了一个简单的调制方案在光学相空间，我们发现，更复杂的调制方案是不利的。使用类似的技术，我们改进了最近提出的用于评估两个实单位向量之间的欧几里得距离的相干状态协议[Kumar et al. 2017]，通过将信号数量减少一个因子$1/2$，并减少信息泄漏。
2017-12-08 quant-ph
Spectrally Multiplexed Hong-Ou-Mandel Interference
我们探讨了虚拟成像相控阵（VIPA）作为频谱到空间模式映射器（SSMM）在量子通信中的应用，如量子中继器的适用性。为此，我们证明了光谱分辨的双光子“红欧曼德尔”（HOM）干涉。在一个共同的光载波上产生光谱边带，并在每个光谱模式下制备弱相干脉冲。脉冲随后被发送到一个分束器，然后是两个SSTO和两个单光子探测器，使我们能够测量光谱分辨的HOM干涉。我们发现，所谓的HOM下降可以观察到的符合检测模式匹配光谱模式的violence高达45%（最大为50%）。对于不匹配的模式，可见性显著下降，正如预期的那样。由于HOM干涉和线性光学贝尔状态测量（BSM）之间的相似性，这建立了这种简单的光学布置作为用于实施光谱分辨BSM的候选者。最后，我们使用当前和最先进的参数在测量设备无关的量子密钥分发方案中模拟密钥生成速率，并在频谱复用量子通信链路的背景下探索速率和复杂度之间的权衡。
2021-12-10 quant-ph
Chip-Integrated Broadband Multi-Photon Source for Wavelength-Multiplexed Quantum Networks
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
本研究通过芯片集成的宽带多光子源实现电信波段四光子纠缠，展示了高保真度和高效率的量子态生成，为密集波长复用量子网络提供了实用方案。
2026-03-10 quant-ph
Quantum fingerprinting using two-photon interference
我们提出了一个量子指纹协议依赖于双光子干涉，不需要一个共享的相位参考之间的各方准备携带数据指纹的光信号。我们表明，该协议的缩放，在可传输的经典信息方面，是类似于最近提出的和演示的方案的基础上相干脉冲和一阶干扰，提供可比的优势，经典的指纹识别协议，而无需访问共享的先验随机性。我们分析的协议，考虑到非泊松光子统计的光信号和各种缺陷，如传输损耗，暗计数，和剩余的可扩展性。这些影响对协议性能的影响是量化的帮助下，的balloff信息。
2017-10-06 quant-ph
General theory of quantum fingerprinting network
指纹识别的目的是以低通信复杂度比较长消息。与经典的量子指纹相比，量子指纹可以实现通信复杂度的指数级降低。最近，多方量子指纹被研究，以确定来自多方的消息是否相同。然而，有时仅仅知道这些信息是否相同是不够的，我们通常需要知道它们之间的关系。给出了量子指纹网络的一般模型，定义了关系函数$f^R$，并给出了相应的判决规则。本文以四方量子指纹协议为例进行了详细的分析。我们还选择了最佳的参数，以最大限度地减少通信复杂度的情况下，非对称信道。此外，我们还将多方量子指纹协议与基于两方量子指纹的协议进行了比较，发现多方协议具有明显的优势，特别是在通信时间方面。最后，采用对每个相干态进行多比特编码的方法，进一步提高了协议的性能。
2020-11-12 quant-ph
Efficient experimental quantum fingerprinting with wavelength division multiplexing
量子通信复杂度研究的是利用量子态进行信息通信的效率（即实现某项任务所需的最小通信量）。一个代表性的例子是量子指纹，其中考虑了同时消息传递模型，并且最小通信量可以指数地小于经典指纹协议。基于一个实用的量子指纹协议的实验演示，其中相干态用于构建指纹，成功地显示了量子指纹的优越性。然而，由于使用相干态，该相干量子指纹（CQF）协议中的通信时间增加。此外，在这些实验演示中传达的最小信息量在很大程度上受到单光子探测器暗计数的限制。在这里，我们提出了提高现有的CQF协议的性能，通过应用波分复用（WDM）和多个波长信道的同时检测。我们表明，新的WDM-CQF协议可以潜在地减少通信时间显着。更重要的是，在相同的实验参数下，与原CQF协议相比，新方案的通信量大大减少。WDM-CQF协议使用的波长信道越多，所需的通信量就越少。我们还进行了一个概念验证的实验演示新的WDM-CQF协议与6个波长信道。实验结果进一步验证了采用WDM的新方案不仅优于经典的CQF协议，而且将原CQF协议所需的通信量减少了一半以上。
2020-05-12 physics.optics quant-ph
Massively multiplexed nanoscale magnetometry with diamond quantum sensors
本文设计并实现了一种复用NV传感平台，利用低噪声相机并行读出数百个金刚石单个NV中心自旋态，实现与共聚焦测量相当的磁场灵敏度，并演示了复用协方差磁力测量，显著提升了纳米尺度传感的通量与应用范围。
2024-08-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temporally multiplexed ion-photon quantum interface via fast ion-chain transport
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本研究通过快速输运9个钙离子链实现时间复用离子-光子量子接口，验证了复用光子的非经典特性，为大规模囚禁离子量子网络奠定基础并指出相关挑战。
2026-08-11 physics.atom-ph quant-ph
Sideband fingerprints of antibunched light in cascaded quantum wave mixing
Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动装置研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院理论与应用电动力学研究所）；Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院科捷利尼科夫无线电工程与电子研究所）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术学院）
本文通过级联主方程在弱驱动区域发展解析理论，研究单个超导量子比特上的量子波混频产生的相干边峰对源量子比特辐射光子统计的敏感性，并发现边带层次结构提供反聚束行波微波光的频域指纹。
2026-10-20 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Cancellation effects as a fingerprint of quantum collapse models at atomic scale
本文研究了X射线波段由动力学波函数坍缩引发的原子自发辐射，发现该低能区辐射率不仅依赖于原子种类，且首次证明其取决于特定坍缩模型，表现出与以往简单相干或非相干情形显著不同的特征。
2023-11-23 quant-ph
Space-division multiplexed quantum key distribution exploiting multi-plane light conversion for few-mode fibers
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Fraunhofer IIS（弗劳恩霍夫应用研究促进协会IIS研究所）
研究利用多平面光转换实现少模光纤的空分复用量子密钥分发，通过单独单模光纤选择性激发模式，经MPLC分离到不同端口，演示了空间复用BBM92 QKD方案，给出复用链路量子误码率，为相关量子网络架构提供支持。
2026-07-24 physics.optics quant-ph
Spectroscopic fingerprints of gapped quantum spin liquids, both conventional and fractonic
我们解释了如何带隙的量子自旋液体，传统的和“分形”，可以明确诊断实验使用多维相干光谱技术。“常规”带隙的量子自旋液体（例如，$Z_2$自旋液体）在线性响应中不具有清晰的特征，但在非线性响应中具有清晰的指纹，可通过二维相干光谱学的现有实验技术获得。I型分形子相（例如X立方体）（令人惊讶地）甚至更容易区分，即使在线性响应中也具有强烈的暗示性特征，并且在非线性响应中具有明确的特征。II型分形系统，如Haah的代码，是最微妙的，可能需要考虑高阶非线性响应明确的诊断。
2020-10-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Temporal and spectral fingerprints of ultrafast all-coherent spin switching
未来的信息技术最终需要快速、低损耗的量子控制。强光场促进了重要的里程碑，例如诱导新的物质状态、弹道加速电子或相干翻转谷赝自旋。这些动态留下独特的签名，如特征带隙或高次谐波辐射。在两个被势垒隔开的状态之间切换技术上最重要的量子属性-自旋-的最快和最小耗散的方法是触发全相干进动。有关皮秒电场和磁场的开创性实验和理论已经提出了这种可能性，但观察实际的动力学仍然遥不可及。在这里，我们表明，太赫兹（1太赫兹= 10 $^{12}$ Hz）电磁脉冲允许相干导航的自旋势垒，我们揭示了相应的时间和光谱指纹。这一目标是通过将反铁磁TmFeO $_{3}$中的自旋与定制天线的局部增强的THz电场耦合来实现的。在1 ps的持续时间内，强THz脉冲突然改变了磁各向异性，并触发了大幅度的弹道自旋运动。特征相位翻转，磁振子共振的不对称分裂，和法拉第信号的长寿命偏移是相干自旋切换到相邻的潜在最小值的标志，与数值模拟一致。可切换的自旋状态可以通过外部磁偏置来选择。低耗散和天线的亚波长空间定义可以促进以太赫兹速率操作的可扩展自旋器件。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Does there exist a quantum fingerprinting protocol without coherent measurements?
本文研究裁判仅能进行非相干测量时的量子指纹协议，证明单向LOCC需$\Omega(\sqrt{n})$量子比特通信，并对受限双向LOCC给出下界。
2025-02-19 cs.CC quant-ph
Quantum Walks with Dynamical Control: Graph Engineering, Initial State Preparation and State Transfer
量子行走是研究相干输运现象的一个成熟模型，为量子信息理论提供了一个通用平台。动态地影响步行者的进化为研究各种应用提供了高度的灵活性。在这里，我们提出了时间复用有限量子行走的可变大小，非定域输入态的制备和它们的动力学演化。作为进一步的应用，我们实现了一个任意输入状态到两个不同输出模式的状态转移方案。所提出的实验依赖于时间复用量子行走的完全动态控制，其中包括可调节的硬币操作以及灵活配置底层图形结构的可能性。
2016-06-21 quant-ph
Light Storage in Light Cages: A Scalable Platform for Multiplexed Quantum Memories
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Otto Schott Institute of Material Research（奥托肖特材料研究所）
本研究提出了一种基于3D纳米印刷空芯波导的光笼量子记忆平台，实现了数百纳秒的光子存储，并展示了多路复用量子记忆的潜力。
2025-03-28 physics.optics quant-ph
Scheme for sub-shot-noise transmission measurement using a time multiplexed single-photon source
光学量子精密测量的一个有希望的结果是在透射或吸收测量中实现亚散粒噪声性能的能力。这是由于量子光束的光强度的不确定性相对于经典光束显着较低。在这项工作中，我们模拟的实验结果，使用多路复用的单光子源的基础上对连续自发参量下转换（SPDC），其次是时间复用设置与二进制时间分割策略，考虑几种类型的实验损失。对于这样的源，输出信号的亚泊松统计是实现亚散粒噪声性能的关键。我们比较的数值结果与两个典型的限制：散粒噪声限制（使用相干源实现）和量子限制（获得一个理想的光子数Fock状态作为输入源）。我们还研究了阈值探测器可以使用的条件，以及输入光波动对测量误差的影响。结果表明，子散粒噪声性能可以实现，即使不使用数分辨检测器，改善因子的范围从1.5到2。这种技术将允许使用超低光强度和最小的生物或其他易碎样品的破坏，以合理的不确定性测量样品的光吸收。
2020-12-03 physics.optics quant-ph
Enhancing qubit readout fidelity with two-mode squeezing of the coherent measurement signal
IBM Quantum, IBM Research Center（IBM量子，IBM研究中心）
本文提出通过同时测量双模压缩态和相干组合提升量子比特读取保真度，适用于高频放大器和噪声抑制场景。
2026-03-16 quant-ph
Spectral multiplexing of telecom emitters with stable transition frequency
在量子网络中，相干发射器可以使用光子通道在大距离上纠缠。在固态器件中，所需的高效光发射器界面可以通过将光限制在纳米光子结构中来实现。然而，波动的电荷和磁矩在附近的界面，然后导致光谱的不稳定性的发射体。在这里，我们避免这种限制时，提高光子发射高达70（12）倍，使用法布里-珀罗谐振器与嵌入式19微米薄的晶体膜，其中我们观察到约100个单独的铒发射器。在长期测量中，它们表现出< 0.2 MHz的特殊光谱稳定性，这受到与周围核自旋耦合的限制。我们进一步实现光谱复用相干控制，并找到0.11（1）ms的光学相干时间，接近最强耦合发射器的寿命极限0.3 ms。我们的研究结果构成了一个重要的一步，频率复用量子网络节点直接在电信波长。
2022-10-28 physics.optics quant-ph
Field-based Design of a Resonant Dielectric Antenna for Coherent Spin-Photon Interfaces
我们提出了一种基于场的介质天线设计，以将钻石色心与高斯传播远场连接起来。这种天线设计能够实现有效的自旋光子接口，其Purcell因子超过400，并且与0.4数值孔径远场高斯模式的模式重叠为93%。天线设计对于制造缺陷是鲁棒的，例如电介质扰动和发射极偶极位置的尺寸的变化。基于场的介电天线设计为多路复用量子中继器、阵列量子传感器和模块化量子计算机的紧密封装的量子存储器阵列提供了有效的自由空间接口。
2021-01-07 physics.optics quant-ph
Ultralow-power coherent qubit control using AQFP logic at millikelvin temperatures
RIKEN（理化学研究所）；Tokyo University of Science（东京科学大学）；The University of Tokyo（东京大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（国立产业技术综合研究所）；Tohoku University（东北大学）；Yokohama National University（横滨国立大学）；Kobe University（神户大学）
本文提出一种超低功耗量子比特控制器，利用Adiabatic量子-通量-参数顿（AQFP）逻辑在毫开尔文温度下实现多频微波脉冲生成，通过微波和时间分片复用技术实现多个量子比特的X和虚拟Z门并行操作，且无相干退相干。
2026-03-28 quant-ph
Optimal quantum-programmable projective measurements with coherent states
我们考虑一个设备，它可以使用光的相干态来近似输入相干态上的给定投影测量进行编程。我们提供并讨论了三个实际的实现，这个可编程的投影测量装置与线性光学，只涉及平衡分束器和单光子阈值探测器。这三种方案以非破坏性的方式最佳地近似任何投影测量到程序相干态上。我们进一步扩展这些情况下，没有假设的输入状态。在这种情况下，我们表明，我们的计划，使一个只有本地相干态，平衡分束器和阈值检测器的无界不可信源的有效验证。利用可编程测量和广义交换测试之间的联系，我们表明，作为一个直接的应用程序，我们的计划提供了一个渐进的二次改进现有的量子指纹协议近似两个单位向量之间的欧几里得距离。
2020-09-28 quant-ph
Spatial spin-wave modulator for quantum memory assisted adaptive measurements
空间自由度的利用极大地增强了光的信息容量，但代价是对处理设备的严格要求。多模量子存储器构成了量子和经典信息处理的可行候选者;然而，充分利用高维资产需要灵活的处理技术。我们利用空间变化的交流斯塔克效应对存储在波矢复用量子存储器中的相干自旋波态进行任意一维相位调制。介绍了相位分布的远场和干涉近场表征。此外，一个单一的相干自旋波状态的时间上分离的部分读出之间的相干性被证明，通过条件自旋波调制提供自适应测量中的可能应用。
2019-02-19 quant-ph
Coherent control of interacting solid-state spins below the diffraction limit
本研究利用稀土离子Er$^{3+}$的窄光学线宽，在突破衍射极限的纳米间距下实现了对相互作用的电子和核自旋的相干控制，演示了双比特门和量子非破坏性测量，为大规模多路复用量子网络节点奠定基础。
2025-08-13 quant-ph
Multiplexed Single Photons from Deterministically Positioned Nanowire Quantum Dots
固态量子发射器是按需不可区分或纠缠光子的极好来源，并且可以承载长寿命的自旋存储器，这是光子量子信息应用的关键资源。然而，它们的可扩展性仍然是一个突出的挑战。在这里，我们提出了一种可扩展的技术，从多个独立的量子点，在芯片上的光子流复用到一个光纤网络中使用的芯片外。通过将多芯光纤并入共聚焦显微镜中并在空间上将多个焦点（在这种情况下为七个）与确定性定位的纳米线阵列中的量子点匹配来实现多路复用。首先，我们报道了单纳米线量子点在共振双光子激发下双激子-激子级联发射的相干控制。然后，作为原理证明的演示，我们在纳米线阵列上执行并行光谱，以识别两个几乎相同的量子点在不同的位置，随后调谐到与外部磁场共振。然后实现来自这两个量子点的无背景单光子的复用。我们的方法，适用于所有类型的量子发射器，可以很容易地按比例放大到多路复用$>100$量子光源，提供了一个突破性的硬件光子为基础的量子技术。直接应用包括量子通信、量子模拟和量子计算。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Characterization of Gram matrices of multimode coherent states
量子通信协议通常是根据抽象的量子状态和操作来制定的，留下了实验实现的问题。这些协议的直接转换，比如说转换成具有某些d维自由度的单光子，通常很难实现。另一方面，多模相干态可以很容易地通过实验产生。根据这些状态重新制定协议已经成为实现量子协议的成功策略。量子密钥分发和量子指纹协议都遵循这一路线。在本文中，我们描述的Gram矩阵的多模相干态，试图了解类的通信协议，这可以实现使用这些状态。作为一个副产品，我们能够使用这个特征，以表明阿达玛指数的欧几里德距离矩阵是半正定的。我们还推导出封闭的革兰氏矩阵，它可以以这种方式实现，使我们也表征这些矩阵，它可以近似任意以及使用多模相干态。利用这一点，我们表明，相互无偏基地的革兰氏矩阵不能近似任意使用多模相干态。
2019-05-08 quant-ph
Bichromatic Quantum Teleportation of Weak Coherent Polarization States on a Metropolitan Fiber
Deutsche Telekom AG（德意志电信）；Qunnect Inc（Qunnect公司）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Center for Optoelectronics and Photonics Paderborn (CeOPP) and Department of Physics, Paderborn University（帕德博恩大学光电光子中心及物理系光子量子系统研究所）；Orbit GmbH（Orbit有限责任公司）
利用城域光纤实现弱相干极化态的量子 teleportation，展示其在真实环境下的高保真度传输及与现有电信基础设施的兼容性。
2026-09-23 quant-ph
Emulation of Coherent Absorption of Quantum Light in a Programmable Linear Photonic Circuit
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
本文在可编程线性光子芯片上通过辅助模式引入损耗，模拟量子光的相干吸收，并以单光子和双光子NOON态验证相位可调吸收、非经典干涉及超散粒噪声相位灵敏度。
2025-10-20 physics.optics quant-ph
Annual-modulation fingerprint of the axion wind induced sideband triplet in quantum dot spin qubit sensors
University College London（伦敦大学学院）；Peking University（北京大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
利用硅量子点自旋量子比特，提出一种高灵敏度磁强计探测轴子与电子耦合，通过年度调制指纹提高信号检测灵敏度。
2025-12-09 hep-ph quant-ph
Ultrastrong coupling probed by Coherent Population Transfer
光-物质相互作用以及对背后基本物理学的理解是新兴量子技术的场景。固态器件允许探索新的制度，其中超强耦合（USC）强度与子系统能量相当，并且发生量子相变和基态纠缠等新的奇异现象。虽然实验到目前为止只提供了光谱证据的USC，我们提出了一个新的动力学协议，用于检测虚拟光子对的装扮本征态。这是违反激发数守恒的指纹，它预示着对称性被USC打破。我们表明，在基于磁通的超导体系结构中，这种光子产生通道可以通过受激拉曼绝热通道（STIRAP）相干放大。这提供了一个独特的工具，一个明确的动态检测USC在当今的硬件。鉴于量子信息和微波量子光子学的应用，实现该协议将为USC架构的动态控制提供基准。
2019-03-27 cond-mat.supr-con quant-ph
High-rate continuous-variable quantum key distribution coexisting with Tb/s coherent classical transmission in hollow-core fiber
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Yangtze Optica Fibre and Cable Joint Stock Limited Company (YOFC)（长飞光纤光缆股份有限公司）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Florence（佛罗伦萨大学）
研究在空芯光纤中实现高速连续变量量子密钥分发与太比特每秒相干经典传输共存的问题，核心方法是结合超低损耗反谐振空芯光纤与残余载波辅助离散调制连续变量QKD，主要贡献是扩展了共享光纤量子安全相干链路运行范围。
2026-07-17 physics.optics quant-ph
Quantum-classical transition for an analog of double-slit experiment in complex collisions: Dynamical decoherence in quantum many-body systems
我们研究了双分子化学反应中顺时针和逆时针旋转的具有重叠共振的中间体复合物的相干叠加。这种复合物的衰变代表了著名的双缝实验的模拟。的干涉条纹消失的时间估计从启发式参数相关的指纹的混沌动力学的经典对应的相干旋转复杂。H+D $_2$化学反应的数值证实了这一估计的有效性。因此，我们证明了在没有外部噪声和耦合到环境中的高度激发的量子多体系统的时间行为的量子-经典转变。
2007-05-03 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
