Scalable feedback control of single photon sources for photonic quantum technologies
大规模量子技术需要对许多单独的量子系统进行精确控制。通常，这样的系统对环境波动非常敏感，并且通过测量来诊断错误会导致不可避免的扰动。在这项工作中，我们提出了一种在原位频率锁定技术，监测和校正的频率变化的单光子源的基础上，微谐振器。通过使用光子产生所需的相同的经典激光场作为探针来诊断谐振器频率的变化，我们的协议应用反馈控制来校正光子频率误差，同时进行光量子计算，而不会干扰物理量子比特。我们在硅光子器件上实现了我们的技术，并在施加环境噪声的情况下证明了低于1 pm的频率稳定性，对应于<1%的光子线宽的分数频率漂移。利用这些方法，我们演示了反馈控制的量子态工程。通过在单个芯片或芯片网络上分布单个本地振荡器，我们的方法可以实现大规模光子量子技术中许多单光子源的频率锁定。
2018-11-15 quant-ph
Exceptional points and photonic catastrophe
例外点（EPs）与本征函数对的全球崩溃出现在两个本地耦合和空间扩展的光学结构与平衡的增益和损耗。EP的全局坍缩深刻地改变了光的传播，这对初始条件或系统参数的微小变化变得非常敏感，类似于经典或量子灾难模型中发生的情况。通过考虑耦合波导晶格中的离散光束衍射和布洛赫振荡突变，阐明了整体坍缩对光行为的影响。
2018-05-23 physics.optics quant-ph
Quantum Communication Multiplexing in LP-modes Enabled by Photonic Lanterns
本文提出利用光子灯笼在少模光纤中实现LP模式复用的QKD系统，通过精确偏振控制抑制QBER，并在24公里、5 dB损耗链路上实现2.34 Mbps的SKR。
2025-02-18 quant-ph
Quantum probe of an on-chip broadband interferometer for quantum microwave photonics
量子微波光子学的目标是在光学光子学的精神下产生、路由和操纵传播的量子微波场。为此，超导量子线路的强非线性可用于改善或超越光学领域概念的实现。在这种背景下，为超导量子线路设计一个良好控制的宽带环境是一项中心任务。在这项工作中，我们将一个超导transmon量子比特放置在由两个超导微波分束器组成的片上Mach-Zehnder干涉仪的一个臂上。通过测量它的弛豫和退相速率，我们使用量子比特作为一个灵敏的光谱仪在量子水平上探测宽带电磁环境。在高频下，这种环境可以很好地描述为耦合到transmon量子位的谐振子的集合。在低频率，我们发现实验证据的有色准静态高斯噪声与高光谱权重，因为它是典型的两级波动的合奏。我们的工作为传播微波光子的可能应用铺平了道路，例如模拟量子杂质模型或量子信息处理的新架构。
2018-10-04 quant-ph
An Atom Interferometer inside a Hollow-core Photonic Crystal Fiber
电磁波和物质波之间的相干相互作用是量子科学和技术的核心。然而，光的衍射性质限制了许多基于原子光的量子系统的可扩展性。利用空芯光子晶体光纤中的光场对自由下落的~（85）Rb原子相干叠加态进行空间分裂、反射和重组，实现了一种惯性灵敏的原子干涉仪。干涉仪在无衍射距离上工作，不同距离处的对比度和相移在一个标准误差内一致。相位相干光子系统与量子系统的集成，在提高原子干涉仪在精密测量和量子传感领域的能力方面具有巨大的前景，其器件设计小型化，激光功率消耗效率高。
2018-01-20 physics.atom-ph quant-ph
Strain tuning of a quantum dot strongly coupled to a photonic crystal cavity
我们演示了强耦合到光子晶体腔的量子点的可逆应变调谐。我们观察到的平均红移为0.45 nm的量子点位于腔膜内，实现与电场为15 kV/cm施加到压电致动器。利用这种技术，我们证明了在强耦合机制下，量子点与光子晶体腔发生共振的能力，从而产生了明显的反交叉。裸腔共振对应变的敏感性低于量子点，并且在最大施加电场下仅偏移0.078 nm。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Long lifetime and high-fidelity quantum memory of photonic polarization qubit by lifting Zeeman degeneracy
光子偏振量子比特（PPQ）的长寿命高保真存储是构建量子网络的关键。本文提出了一种基于EIT的毫秒级存储系统，在该系统中，在冷原子云上施加一个中等强度的磁场，以提升塞曼简并度。PPQ状态被存储为两个磁场不敏感的自旋波。特别是，几乎完全避免了磁场敏感自旋波对存储性能的影响。在200 μ s和4.5 ms时，测量的偏振态的平均偏振度分别为98.6%和78.4%。
2013-08-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Reconfigurable quantum photonics with on-chip detectors
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出一种可重构量子光子学平台，实现高消光比光路由、高动态范围单光子探测及光学激发稳定，突破热敏感超导单光子探测器与热可重构光子学的集成难题。
2020-07-13 physics.app-ph quant-ph
High-Q, low index-contrast polymeric photonic crystal nanobeam cavities
我们提出了高\emph{Q}（\emph{Q} = 36，000）聚合物光子晶体纳米梁腔的设计，制造和表征由两种聚合物制成，具有超低折射率对比度（比率=1.15）和观察到的热光双稳态在百微瓦功率水平。由于扩展的倏逝场和小的模体积，聚合物纳米梁腔是用于超灵敏生化传感的理想平台。我们证明，这些传感器的品质因数（FOM=9190）两个数量级大于表面等离子体共振传感器，并优于商业Biacore $^{\mathrm{TM}}$传感器。在低折射率对比度聚合物中的高Q腔的展示可以使用广泛的功能和柔性聚合物材料开辟多方面的应用。
2011-08-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Hybrid III-V diamond photonic platform for quantum nodes based on neutral silicon vacancy centers in diamond
将基于钻石色心的原子量子存储器与片上光子器件集成，将使长距离纠缠分布成为可能。然而，由于色心对其环境高度敏感，并且它们的性质在纳米制造结构中退化，因此集成的努力一直具有挑战性。在这里，我们描述了一种异质集成的片上III-V金刚石平台，该平台设计用于金刚石中的中性硅空位（SiV 0）中心，从而避免了蚀刻金刚石衬底的需要。通过与金刚石表面附近的SiV 0中心的倏逝波耦合，该平台将使Purcell增强SiV 0发射和有效的频率转换到电信C波段。所提出的结构可以用容易获得的制造技术来实现。
2020-12-30 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Dispersion-enabled quantum state control in integrated photonics
集成光学为量子光子电路带来了前所未有的稳定性和性能。然而，集成器件不仅仅是其体光学对应物的微米级等效物。通过利用集成设置的固有色散特性，这样的器件可以在量子线路架构中发挥更加通用的作用。我们通过研究普通定向耦合器中线性色散的影响来证明这一点。色散解锁了该设备的几个新功能，包括原位控制光子光谱和偏振纠缠，可调光子时间排序，和纠缠敏感的双光子符合产生。还揭示了在调整干涉可见度的同时保持完美的双光子反聚结的能力，这在体光学中是没有的。这项工作的结果增加了一套状态工程和表征工具，受益于集成的优势。它还为重新评估其他片上器件中色散提供的可能性铺平了道路。
2016-02-23 physics.optics quant-ph
Highly sensitive and efficient 1550 nm photodetector for room temperature operation
本文提出在协同优化的介电光子晶体衬底上集成二维半导体材料的1550 nm光电探测器，实现室温暗电流降低三个数量级、EQE超过99%，并支持低抖动单光子探测与大规模阵列集成。
2024-05-12 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Direct observation of non-linear optical phase shift induced by a single quantum emitter in a waveguide
该研究直接观测到波导中单个量子点与弱相干态作用产生的非线性光学相移，实现单光子级灵敏相移，为高效光开关及量子机器学习提供新途径。
2023-05-11 physics.optics quant-ph
Photonic Chirality for Braiding and Readout of Non-Abelian Anyons
siOnet - Applied Modeling Research（siOnet-应用建模研究）
本文提出利用光子手性控制和读取分数量子霍尔平台中非阿贝尔任意子的编织操作，通过光子模式干涉实现旋转固定势场，实现分支条件下的编织操作，并将编织响应映射到腔体模间相干上。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
