The effective protection protocol of single photon state from photon loss and decoherence
我们设计了一个有效的协议来保护单光子纠缠不受光子丢失和退相干的影响。该协议只需要一些辅助单光子和线性光学元件。通过该方案的实施,可以有效地减少光子的损失,并以一定的概率将纠缠度较小的单光子态恢复到最大纠缠态。此外,编码在单光子态的偏振信息可以被完美地包含。该协议在现有的实验条件下可以实现。由于单光子纠缠在量子通信中的重要性,该协议在当前和未来的量子信息处理中具有重要的应用价值。
2016-05-31 quant-ph
Distilling single-photon entanglement from photon loss and decoherence
单光子纠缠可能是最简单的一种纠缠,但它在量子通信中具有副重要性。在这里,我们提出了一个实用的协议,从光子损失和退相干提取单光子纠缠。在局域单光子的帮助下,可以降低单光子丢失的几率,同时也可以将纠缠度较低的态恢复到最大纠缠态。它只需要一些线性光学元件,这使得它在现有的实验条件下是可行的。该协议在基于量子中继器的量子通信中有一定的应用前景。
2013-06-11 quant-ph
Single Photon Source with Individualized Single Photon Certifications
正如目前所实现的那样,单光子源无法以高概率产生单光子,同时抑制产生两个或更多光子的概率。正因为如此,单光子源不能真正按需产生单光子。我们描述了一个多路复用系统,允许产生一个和多个光子的概率进行独立调整,使一个更好的近似源的单光子的需求。该方案使用基于参数下转换的预示光子源,但是通过有效地将触发探测器区域分解为多个区域,我们能够提取比传统布置更多的关于预示光子的信息。这个方案允许光子产生,同时有一个定量的“证明”,证明它们是单光子。一些单光子认证可以明显优于传统下转换源(使用统一的触发探测器区域),以及优于微弱的激光源。有了这样一个更严格认证的单光子源,应该有可能提高量子加密链路上的最大安全比特率。我们提出了一个分析,这种方法的相对优点比传统的安排。
2002-09-17 quant-ph
Resource-efficient fibre-integrated temporal multiplexing of heralded single photons
我们提出了一个多路复用单光子源,再同步的预示单光子产生的四波混频在光子晶体光纤使用一个单一的开关控制的光纤延迟环。通过结合在四个连续泵浦脉冲上产生预示单光子的概率,我们获得了每个仓单光子递送概率的增强。我们的源演示了一种方法,其中单光子源多路复用可以以最小的资源开销进行,同时保留了一个强大的和免维护的平台的好处。
2017-06-06 quant-ph
Bell-inequality in path-entangled single photon and purity of single photon state
单光子的不同自由度已经被纠缠,并被用作各种量子技术应用的资源。提出了一种简单的Bell检验方案,并在分束器中利用干涉和非干涉方法证明了路径纠缠单光子态对CHSH不等式的破坏.我们证明了这一点,通过产生和控制的路径纠缠态使用两个,预示和unpredered单光子自发参量下转换。实验结果表明,当单光子态纯度的可见度增加到70%($\mathcal{P} > 0.7$)以上时,将发生向CHSH不等式违反的转变.我们的程序使用单个分束器和两个探测器模块的unherded单光子源允许一个简单的方法来测试任何单光子源的纯度和研究量子关联的动力学驱动的系统中,单粒子纠缠与位置空间是突出的。
2023-02-08 quant-ph
Doubly-heralded single-photon absorption by a single atom
我们报道了一个单光子到单原子的界面,其中由自发参量下转换(SPDC)产生的单光子被单个捕获离子吸收。光子是由其在SPDC过程中产生的时间相关伙伴预示的,而吸收事件是由其过程中发射的单个光子预示的。符合检测标志着双重预示的吸收,使光子到原子的量子态转移[1,2]。在符合测量的背景强烈抑制了一种新的方法,区分真正的吸收事件从暗计数引起的符合。
2015-08-05 quant-ph
Single-photon router: Coherent Control of multi-channel scattering for single-photons with quantum interferences
我们提出了一个单光子路由器,它使用一个具有反转中心的单原子耦合到由耦合谐振腔波导制成的量子多通道。我们证明了原子的自发发射可以引导单光子从一个量子信道进入另一个量子信道。由于光跃迁原子振幅的量子干涉,按需经典场完美地关闭了单光子路由。入射通道中的全反射是由于连续介质中的光子束缚态。发现了两个虚通道,即无散射通道和可控通道,它们是量子信道的相干叠加。在无散射通道中的任何入射光子都被完全透射。可控信道的传播状态与无散射信道的传播状态正交。可控通道中的单光子可以被原子完全反射或透射。
2014-01-11 quant-ph
Time-resolved Scattering of a Single Photon by a Single Atom
物质对光的散射在过去已被广泛研究。然而,最基本的过程,单个原子对单个光子的散射,在很大程度上还没有被探索[1-3]。量子光学的一个突出预测是单个原子对行进光子的确定性吸收,前提是光子波形在空间和时间上与自发发射光子的时间反演版本相匹配[4-12]。在这里,我们实验解决这个预测和调查的时间分布的光子的散射动力学的影响,使用一个单一的被困原子和预示着单光子。在原子激发的时间分辨测量中,我们发现与衰减的光子相比,光子的峰值激发增加了56(11)%,具有指数上升的轮廓。这一结果表明,剪裁单光子的包络能够精确控制光子-原子相互作用。
2016-04-27 quant-ph
Criteria for single photon sources with variable nonclassicality threshold
单光子源是光量子技术中必不可少的光源。发射的单光子的非经典性在各种实验和应用中表现出来。应用程序已经需要不同的非经典方面的单光子,然而,一个合适的层次标准是失踪。我们提出了可变的实验测试,可调线性光网络和单光子探测器的基础上,给出了这样的非经典标准的层次结构。该层次超越了光子反聚束的Hanbury-Brown- Twiss检验,并允许我们通过它们的非经典性质忠实地比较单光子源的质量和性能。
2019-08-07 quant-ph
Indistinguishability of independent single photons
通过将单光子脉冲分解为不同变换极限脉冲的混合态,给出了独立单光子的不可逆性。单光子与外界环境或其他光子之间的纠缠导致了变换受限脉冲中心频率的分布,使光子可分辨。只有具有相同变换极限形式的单光子是不可区分的。详细地,利用双光子Hong-Ou-Mandel干涉仪研究了来自固态量子发射极的单光子的不可区分性和自发参量下转换。此外,实验方法,以提高抗干扰性进行了讨论,其中光谱滤波器的使用突出。
2009-02-02 quant-ph
High-efficiency single-photon generation via large-scale active time multiplexing
按需产生不可区分的单光子和多光子态是扩大光量子信息和通信应用的关键技术。几十年来,非线性参量光子对源和先驱单光子源一直是量子信息应用的标准光源。然而,在这样的源中产生的光子对的数量的固有不确定性是阻止按需光子对和预示的单光子产生的关键缺点。在这里,我们展示了大规模的时间复用不可区分的预示单光子,采用低损耗的HSPS和可调延迟线。我们观察到66.7%的单光子状态的存在概率收集到一个单模光纤复用40个周期性的时间仓预示单光子。据我们所知,这是迄今为止实现的最高光纤耦合单光子概率。我们的时间复用光子的高不可分辨性(~90%)也得到了证实。我们还通过实验研究了使用不同泵浦功率的HSPS的单光子概率和不需要的多光子贡献的权衡关系。我们的研究结果表明,低损耗,大规模的复用可以实现高效的单光子产生以及高度可扩展的多光子产生从低效的HSPS。我们预测,我们的大规模时间复用将为以前所未有的效率产生> 30个重合光子铺平道路,从而开辟光学量子信息处理的新前沿。
2018-03-13 quant-ph
Compressive single-pixel read-out of single-photon quantum walks on a polymer photonic chip
针对聚合物光子芯片密集输出端口的单光子收集难题,提出基于数字微镜器件的单像素成像方法,实现量子行走单光子空间分布的高精度重建,并验证了压缩感知优化策略的可行性。
2023-07-11 quant-ph
Limits of heralded single photon sources based on parametric photon pair generation
我们推导了基于参量光子对产生的预示单光子源的统计计算。这些计算突出了这些源的基本和实际限制,并显示了哪些物理参数可以优化,以提高真实源的质量。
2009-10-13 quant-ph
On-demand single-photon state generation via nonlinear absorption
我们提出了一种基于碰撞诱导的光子交换和两个单模光场之间的非平衡线性吸收产生按需单光子态的方法。这两种效应导致其中一种模式中的光子的有效非线性吸收,这可以导致单光子状态。基于这种机制的量子非线性衰减器可以吸收正常输入光脉冲中的光子,并在单光子态终止吸收。由于输出的光脉冲包含单光子保持输入脉冲的属性,我们希望这种方法是一种手段,用于建立一个高度可控的单光子源。
2004-05-22 quant-ph
Photon Statistics of a Non-Stationary Periodically Driven Single-Photon Source
本文研究了非稳态条件下单光子源的光子统计特性。光子是通过将周期性的激光脉冲序列照射在随机通过高精细光学腔的单个原子上而发射出来的。在发射光的强度相关中发现了强的反聚束,表明单个原子逐个发射光子。然而,与腔相互作用的原子的数量遵循泊松统计,因此,平均而言,除非测量以单个原子的存在为条件,否则不会获得亚泊松光子统计。
2004-06-05 quant-ph
Purification of Single Photons from Room-Temperature Quantum Dots
单光子发射器是光子量子技术中不可缺少的组成部分。在这里,我们展示了来自室温胶体量子点的波形控制的高纯度单光子。单光子的纯度不随激发功率而变化,从而允许在不损害单光子质量的情况下提高产生速率。
2017-10-04 quant-ph
Characterization of single photons using two-photon interference
绝热通过技术允许产生与典型的探测器时间分辨率相比非常长的单光子。因此,可以在单光子波包的持续时间内测量光子的探测时间。因此,可以以时间分辨的方式研究双光子干涉,即,符合率可以作为光电探测之间的时间的函数来测量。理论分析表明,这种方法不仅能给出单光子持续时间的信息,而且能给出它们的相干时间。在这里,我们讨论如何使用这种方法的光谱或时间表征的单光子源。
2005-12-02 quant-ph
Wave-Particle duality in Single-Photon Entanglement
最简单的单光子纠缠是真空态和单光子态在两个光路模之间的纠缠。对单光子纠缠存在性的验证引起了广泛的研究兴趣。本文基于波空间中贝尔不等式的构造,提出了一种新的验证单光子纠缠的方法。同时,我们定义了二维空间中相对于光子数态的波态,并提出了一种测量波态的方法,基于波态联合测量的贝尔不等式的强破坏表明了单光子纠缠的存在.通过对单光子纠缠的傅里叶变换得到的波态纠缠以及相应的测量协议将为我们在量子信息领域提供更多的信息携带方案。在光子数空间和波空间中表示的不同暗示了单光子纠缠的波粒二象性。
2019-08-13 quant-ph
Giant nonlinearity and entanglement of single photons in photonic bandgap structures
预测了具有抑制光谱展宽的巨大增强的交叉相位调制,其传播受到具有多级掺杂的空间周期性介质的光子带隙的强烈影响的光致暗态极化激元之间。这种机制被证明是能够完全纠缠两个单光子脉冲高保真度。
2004-10-03 quant-ph
Generation of Pure-State Single-Photon Wavepackets by Conditional Preparation Based on Spontaneous Parametric Downconversion
我们研究了基于参数下转换的单光子的条件制备,其中从给定对中检测到一个光子预示着共轭模式中存在一个单光子。我们推导出光子对的模式特性的条件,这确保了有条件制备的单光子是量子力学纯的。我们提出了具体的实验技术,产生的光子对非常适合单光子条件准备。
2006-11-02 quant-ph
High-visibility nonclassical interference between pure heralded single photons and weak coherent photons
我们给出了一个单光子纯态与弱相干态之间的非经典干涉实验。我们的实验是第一个证明光谱纯的单光子可以有很高的干涉可见度,89.4 \pm 0.5%,弱相干光子。我们的方案奠定了基础,为未来的实验需要在非经典状态的光子和相干态的光子之间的量子干涉。
2010-10-30 quant-ph
Increasing single-photon production with cavity-QED
本研究探讨了腔增强对单光子产生的影响,发现特定腔寿命与光-物质耦合强度组合能在保持低二阶光子关联的同时提高单光子产生率,为高纯度超快单光子发射体-腔设计提供了指导。
2025-06-26 quant-ph
Controlling photon transport in the single-photon weak-coupling regime of cavity optomechanics
研究了光机械腔与两个空腔耦合的光机械系统中少光子输运的光子统计性质。通过用零时间延迟的二阶关联函数解析推导单光子和双光子电流,我们证明了由于非线性相互作用和多径干涉,在单光子强耦合和单光子弱耦合两种情况下都可以实现光子阻塞.此外,我们的系统可以应用于量子光学二极管,单光子源,和量子光学电容器。结果表明,这种基于光子反聚束的光子输运控制器件不需要严格的单光子强耦合条件。我们的研究结果为光力学的相干操纵提供了一个很有前途的平台,在量子信息处理和量子线路实现方面具有潜在的应用价值。
2015-07-01 quant-ph
Absolute self-calibration of single-photon and multiplexed photon-number-resolving detectors
单光子探测器在现代量子光学实验和应用中有着广泛的应用。像所有的探测器一样,这些设备必须精确校准。单光子探测器通过确定其探测效率进行校准;测量此数量的标准方法需要与另一个探测器进行比较。在这里,我们提出了一种方法来测量单光子探测器的探测效率,而不需要外部参考探测器。我们的方法是有效的个人单光子探测器以及多路复用探测器,这是已知的光子数分辨。该方法利用了光子数的非线性源的相关性,以及当同时检测到多个光子时发生的单光子检测器的非线性损失。我们已经分析建模的多路复用探测器,并使用实验结果证明校准的单光子探测器,而无需外部参考探测器。
2017-11-15 quant-ph
Quantum-dot based photonic quantum networks
近年来,嵌入光子纳米结构中的量子点被证明是量子光学实验的一个非常强大的固态平台。单个量子点与光子模的近单位辐射耦合和消除退相干过程的能力的组合意味着可以获得前所未有的光-物质界面。因此,可以构建高协同性的光子-发射极量子界面,从而为量子信息处理应用中的确定性光子量子门开辟了道路。本文综述了量子点器件及其在量子技术中的应用。该研究领域的首要长期目标是构建光子量子网络,其中远程纠缠可以通过光子长距离分布。
2017-07-07 quant-ph
Preparation of a Single Photon in Time-bin Entangled States via Photon Parametric Interaction
提出并分析了一种制备时间离域纠缠模单光子的新方法。我们证明了在非吸收介质中传播的两个不同群速度的单光子脉冲在参量相互作用下在时间上分裂成分离的脉冲。结果,单光子“时间仓纠缠”态的产生与可编程的纠缠容易控制的驱动场强度。本文讨论了用平衡零拍层析法对产生态的非经典特性和非定域性的实验研究。
2006-05-15 quant-ph
Tunable single-photon diode by chiral quantum physics
本文研究了单光子在一维波导中的散射。单光子输运性质与对称耦合情况有本质的不同。单光子沿相反方向向发射极传播时表现出不同的传输行为,这是单光子二极管的一种表现。在理想手征耦合情况下,单光子输运在一个方向上的临界耦合透射概率为零,而在相反方向上的透射概率为1。只有当单光子频率满足一定条件时,二极管才能正常工作。对于二能级发射体,当单个光子与发射体接近共振时,二极管工作良好。对于$Λ$型三能级发射器,当单光子频率发生较大变化时,可以通过调节外激光器的参数来保证二极管的正常工作。后者提供了一种实现单光子开关的方法,在这种方法中,尽管考虑了发射体的衰减,单光子的传输几率仍然可以达到零或1。
2018-03-12 quant-ph
Single photon source characterization with a superconducting single photon detector
基于纳米图案化氮化铌线的超导单光子探测器(SSPD)提供从可见光波长到红外线的快速、低抖动和低暗计数的单光子计数。我们展示了第一次使用的SSPD,包装在一个商业制冷机,单光子源特性。该源是一个光泵,微腔耦合InGaAs量子点,发射单光子的需求在902 nm。SSPD取代了Hanbury-Brown Twiss干涉仪测量源二阶关联函数g(2)(τ)中的第二个硅雪崩光电二极管(APD)。超导探测器系统的探测效率大于2%(包括耦合损耗). SSPD系统电子器件抖动为170 ps,而APD单元为550 ps,允许以改进的分辨率测量源自发发射寿命。
2005-11-03 quant-ph
Telecom-heralded single photon absorption by a single atom
我们提出,表征,并应用近红外和电信光谱区域之间的光子量子接口。一个单共振光学参量振荡器(OPO)低于阈值操作,与外部滤波器相结合,产生高速率($>2.5\cdot10^6~{\rm s}^{-1}$)窄带光子对($\sim 7$ MHz带宽);信号光子被调谐到与Ca $^+$中的原子跃迁共振,而闲频光子处于电信波长。量子界面操作通过单个捕获离子($\sim 670~{\rm s}^{-1}$)对单个光子的高速率吸收来证明,同时电信光子预示着这一点。
2015-04-30 quant-ph
Fast recognition of single molecules based on single event photon statistics
由单粒子光子统计确定的Mandel Q参数为荧光检测区分单分子提供了一种新的方法。在这项工作中,通过使用样品荧光的Q参数相比,一个理想的双分子系统具有相同的平均光子数,我们提出了一种新的和快速的方法来识别单分子的单事件光子统计分析的基础上,与常用的两次相关测量。对于单分子测定,给出了光子统计临界值的误差估计。
2007-08-02 quant-ph
Synchronized Independent Narrow-band Single Photons and Efficient Generation of Photonic Entanglement
我们创建独立的,同步的单光子源与内置的量子存储器的基础上两个远程冷原子合奏。同步的单光子被用来证明纠缠的有效产生。由此产生的纠缠光子对违反贝尔不等式5个标准偏差。我们的同步单光子具有25 ns的长相干时间和有效的纠缠产生,作为可扩展的线性光学量子信息处理的理想构建块。
2007-05-05 quant-ph
Producing a pure single-photon state from pure superposition states
通过分束器和光电探测器,可以处理零光子和一光子叠加的两个纯态,以产生纯单光子态。
2004-09-03 quant-ph
Engineering single atom and single photon sources from entangled atomic ensembles
我们讨论了偶极封锁技术在制备单原子和单光子源中的应用。给出了一个确定性的协议,用于在光阱中加载单个原子以及在期望的方向上喷射受控数量的原子。描述了一种具有光学控制的光束状发射图案的单光子源。
2002-03-17 quant-ph
Coalescence of Single Photons Emitted by Disparate Single Photon Sources: The Example of InAs Quantum Dots and Parametric Down-Conversion Sources
由本质上不同的物理过程产生的单个光子通常不是不可区分的。我们展示了如何从一个量子点产生的光子,并在非线性晶体中的参数下转换可以被操纵到不可区分。测得的双光子合并概率为16%,并受到量子点退相干的限制。对量子点相干时间的时间滤波和对检测器时间响应的解释将其增加到61%,同时保留25%的事件。这种技术可以连接可扩展量子网络中的不同元素。
2011-09-28 quant-ph
Programmable atom-photon quantum interface
我们提出了一个可编程的原子-光子量子接口的实现,采用一个单一的捕获$^{40}$钙$^+$离子和单光子。根据其操作模式,界面可作为双向原子-光子量子态转换器,作为纠缠原子-光子态的源,或作为单光子的量子频率转换器。该接口特别适合于在混合量子网络中将离子与单个或纠缠光子进行接口。
2016-06-08 quant-ph
Towards On-Demand Heralded Single-Photon Sources via Photon Blockade
激光泵浦非线性光学介质中的自发参量下转换(SPDC)可以产生高纯度但产额很低的单光子。通过增加SPDC中的泵浦功率来提高产率不可避免地由于多光子事件的激发而降低纯度。我们提出了一个方案,以克服这种纯度-产量的权衡,通过抑制多光子事件的腔增强的SPDC通过光子封锁效应。通过在腔内介质中引入强的光子-光子相互作用并增加泵浦功率,我们可以将可用的单光子产率提高到大于$90\%$,同时保持高纯度的$99\%$,朝向通过SPDC过程按需产生单光子。我们的准按需SPDC源可能会促进基于单光子的量子信息技术。
2021-04-09 quant-ph
Limits on the deterministic creation of pure single-photon states using parametric down-conversion
参量下转换(PDC)是产生量子信息应用中最广泛的单光子态的方法之一。然而,很少有人注意到PDC过程中的高阶光子分量,但这些最终限制了产生高质量单光子的前景。本文研究了高阶光子分量和多频率模式对光的预示率和单光子量子效率的影响。这使我们能够确定单光子产生的PDC源的限制。我们的研究结果表明,一个完美的单模PDC源结合光子数分辨探测器是最终能够创建单光子Fock态的单位保真度和最大的状态创建概率为25%。因此,需要17个开关源的阵列来构建确定性(>99%发射概率)的纯单光子源。
2012-02-22 quant-ph
On the relationship between pump chirp and single-photon chirp in spontaneous parametric downconversion
我们研究了自发参量下转换产生的光子对的单光子成分的时周期特性,即时间和光谱的联合特性。特别是我们研究了单光子特性,包括纯度和单光子啁啾,如何依赖于光子对特性,包括信号-空闲光谱和相关性的类型和泵浦啁啾的水平。
2012-06-04 quant-ph
Experimental Quantum Teleportation and Multi-Photon Entanglement via Interfering Narrowband Photon Sources
在这封信中,我们报道了一种通过干涉窄带光子源实现无同步量子隐形传态和窄带三光子纠缠的方法。由于所用的单光子和纠缠光子对都是完全自主的,因此它消除了使用脉冲自发参量下转换源的长距离量子通信中对高要求同步技术的要求。实现的三光子纠缠的频率线宽为几MHz量级,符合基于原子系综的量子存储器的要求。这样的窄带多光子源在一些先进的量子通信协议和线性光量子计算中具有应用前景。
2009-09-06 quant-ph
A tunable narrowband entangled photon pair source for resonant single-photon single-atom interaction
我们提出了一个可调谐的,频率稳定的,窄带源的频率简并,纠缠光子对。该源是基于自发参量下转换(SPDC)在极化KTiOPO 4(PPKTP)。它的波长可以稳定到850或854 nm,从而允许解决40 Ca+离子中的两个D-P跃迁。其22 MHz的输出带宽与钙离子的吸收带宽一致。其谱功率密度为1.0产生对/(s MHz mW)。
2008-08-28 quant-ph
Feasible Linear-optics Generation of Polarization-entangled Photons Assisted with Single-photon Quantum Non-demolition Measurement
我们提出了一个可行的方案,以可控的方式产生$n$ -party($n\geq 2$)偏振纠缠光子态。该方案只需要单光子源、单光子量子非破坏测量(SP-QNDM)和简单的线性光学元件,通常具有很高的精度。SP-QNDM作为一个非破坏性的投影测量到想要的纠缠态,并过滤掉不需要的条款。我们的方案实际上实现了非相互作用光子的纠缠,相互作用只隐含在光学元件和SP-QNDM中。我们还简要地考虑在我们的计划中的混合单光子态的纯化。
2001-05-21 quant-ph
Single-Photon Distillation via a Photonic Parity Measurement Using Cavity QED
具有定制时间轮廓的单光子是未来量子网络的重要资源。在这里,我们从自定义形状的激光脉冲中提取它们,这些激光脉冲从与光学谐振器强烈耦合的单个原子反射。随后对原子的测量预示着蒸馏成功。在真空主导的光脉冲中,我们创建了具有保真度$66(1)\%$的单光子,双光子和多光子抑制$95.5(6)\%$,以及具有负值$-0.125(6)$的维格纳函数。我们的方案应用于最先进的光纤谐振器可以提高单光子保真度高达$96\%$。
2019-04-09 quant-ph
Nonclassical correlated deterministic single-photon pairs for a trapped atom in bimodal cavities
单光子和单光子对本质上是非经典的,是量子科学和技术的基本要素。本文提出在单光子水平上实现双模腔中单个原子的非经典关联确定性光子对。结果表明,双模腔的光子发射具有较高的单光子纯度和较大的腔内光子数,这是光学斯塔克位移增强的能谱非谐性和量子干涉抑制的双光子激发的综合作用.我们的方案通过构造一个高度可调谐的腔增强确定性参量下转换过程产生对腔模具有强光子阻塞的光子-光子对。此外,我们发现,交叉关联函数之间的两个腔模式极大地违反了柯西-施瓦茨不等式的经典边界,这毫不含糊地证明了非经典的单光子对。我们的结果揭示了一种产生具有强非经典关联的高质量双模单光子源的突出策略,它可以在量子网络的分布,长距离量子通信和量子物理的基础测试中提供广泛的应用。
2022-04-15 quant-ph
An Efficient Source of Single Photons: A Single Quantum Dot in a Micropost Microcavity
我们已经证明了通过将单个半导体量子点耦合到微柱微腔中的三维受限光模来有效地产生触发单光子。将单光子发射到单模行波中的效率约为38%,这比体半导体材料中的量子点的效率高近两个数量级。与此同时,与具有泊松光子统计的光相比,在给定脉冲中具有多于一个光子的概率降低了七倍。
2002-08-08 quant-ph
Quantum storage of single-photon and two-photon Fock states with an all-optical quantum memory
量子存储器是实现高效量子协议的关键要素。在连续变量域中,这样的存储器需要具有接近1的效率。此外,需要存储在存储之后呈现负维格纳函数的复杂量子态。报道了一种全光量子存储器的实现:实现了单光子和双光子Fock态的高量子效率存储。对于单光子和双光子Fock态,重构态的Wigner函数分别在$\sim 0.75~μs$和$\sim 0.61~μs$之后为负.据我们所知,这是第一次展示了具有多个光子的非高斯态的存储,代表了迈向混合量子协议的关键一步。
2018-10-17 quant-ph
Error-mitigated photonic variational quantum eigensolver using a single-photon ququart
我们报告了实验资源有效的实施变分量子本征求解器(VQE)使用四维光子量子态的单光子。利用单光子的偏振自由度和路径自由度实现了四维量子态。我们的光子VQE配备了量子误差缓解(QEM)协议,有效地减少了量子处理单元中泡利噪声的影响。我们应用我们的光子VQE估计He-H $^{+}$阳离子的基态能量。模拟和实验结果表明,我们的资源有效的光子VQE可以准确地估计键解离曲线,即使在量子处理单元中存在大的噪声。
2021-09-29 quant-ph
Quantum-memory-assisted multi-photon generation for efficient quantum information processing
在过去的二十年里,许多量子光学实验已经证明了小规模的量子信息处理应用与几个光子。除了这种原理证明的演示之外,有效地制备大量但确定数量的光子对于进一步扩大和加速光子量子信息处理是非常重要的。基于非线性参量过程的典型单光子产生技术面临着概率产生的挑战。在这里,我们证明了有效的同步光子从多个非线性参数预示单光子源(HSPS),使用量子存储器(QM)。我们的低损耗光学存储器极大地提高了(~ 30倍)来自两个独立HSPS的符合光子的产生速率,同时保持同步光子的高不可分辨性(95.7%)。作为一个应用,我们进行了第一次演示的基于HSP的测量设备无关的量子密钥分发(MDI-QKD)。这里展示的同步HSPS将为高效的量子通信和更大规模的光学量子计算铺平道路。
2017-05-01 quant-ph
Quantum Communication with Continuum Single-Photon Pulses
在这项工作中,我们分析了连续单光子脉冲在一些量子通信方案中的行为。特别地,我们考虑了马赫-曾德尔干涉仪中的单光子干涉,HOM干涉和量子比特承诺协议。
2014-05-15 quant-ph
Long-Distance Entanglement Distribution with Single-Photon Sources
我们提出了一个有效的架构,量子中继器的基础上结合单光子源与量子存储器的光子。使用光子对源的先前中继器协议固有的错误被消除,从而导致效率的显著提高。我们建立了对单光子源和光子探测器的要求。
2007-06-13 quant-ph
Single-photon two-qubit "entangled'' states: preparation and measurement
我们在实验上实现了一种确定性的方法来制备和测量所谓的单光子双量子比特纠缠态或单光子Bell态,其中单光子的偏振和空间模式各自代表一个量子比特。所有四个单光子贝尔态可以很容易地制备和测量确定性单独使用线性光学元件。我们还讨论了如何将这种方法用于最近提出的单光子双量子比特量子密码协议。
2003-03-20 quant-ph
Quantum cryptography using photon source based on postselection from entangled two-photon states
提出了一种基于参量频率下转换纠缠光子对后选择的光子源。它的能力,提供良好的近似单光子状态检查。讨论了该源在量子密钥分发量子密码学中的应用。与目前使用的其他来源相比,该来源的优点得到澄清。展望了光子源的发展前景。
2001-07-17 quant-ph
Deterministic source of a train of indistinguishable single-photon pulses with single-atom-cavity system
我们提出了一种机制,以产生不可区分的单光子脉冲的需求,从光学腔。在四能级原子的两个拉曼跃迁处,两个激光脉冲的序列产生相同的腔模光子,而在光子产生之间没有原子的再泵浦。光子从腔中发射,具有近单位的效率,在由激光场控制的相同形状的明确定义的时间模式。二阶关联函数揭示了该光源的单光子性质。一个现实的实验实现的设置。
2010-05-01 quant-ph
Four-Photon Quantum Interferometry at a Telecom Wavelength
我们报道了利用远距离通信波长的光子进行四光子量子干涉的实验演示。实现多光子量子干涉是实现线性光学量子信息处理和基于测量的量子计算的关键。我们已经开发了一种源,有效地发射光子对在一个纯粹的spectrotemporal模式在电信波长区域,并已证明了量子干涉表现出减少条纹的间隔,对应于减少德布罗意波长的四光子“NOON”状态。我们的研究结果将为利用电信波长的光子进行实际的量子信息处理开辟一条道路。
2011-12-09 quant-ph
Quantum-State Purity of Heralded Single Photons Produced from Frequency-Anti-Correlated Biphotons
我们分析了由频率反关联双光子产生的预示单光子的量子态纯度。我们发现,时频域的量子态纯度强烈依赖于光子探测器的响应时间不确定性,而响应时间不确定性预示着成对光子的产生。当触发响应时间远小于双光子相干时间时,预示单光子的时频量子态纯度接近于1,预示单光子处于接近纯态。如果触发响应时间比双光子相干时间长得多,那么预示的光子就会被投射到混合态。利用时频纠缠,可以产生和设计具有明确的时间波函数或频率叠加态的单光子。这种时间-频率纠缠允许通过非局域光谱调制来塑造预示的单光子。
2015-09-15 quant-ph