Generating two-mode squeezing with multimode measurement-induced nonlinearity
利用数值模拟和解析结果对双模干涉仪中的测量诱导非经典效应进行了理论研究。我们证明了对于某些参数,在干涉仪内的测量导致双模压缩的发生。结果强烈依赖于检测概率,干涉仪内的相位,和输入状态的选择。得到了实现最大压缩的合适参数。我们分析了损失的影响,并确认预测的效果是在目前的实验技术范围内。
2020-09-22 quant-ph
Normal forms, inner products and Maslov indices of general multimode squeezings
本文给出了多模压缩态正规因式分解的纯代数构造,并计算了它们的内积。这个过程允许人们正交归一化压缩态产生的基础。我们计算了几个正确的正规化常数的正规因式分解表示,讨论了类似的压缩态的马斯洛夫指数,并表明,约旦分解是一个有用的数学工具,退化的哈密顿问题。作为这个理论的一个应用,我们考虑了一类非平凡的压缩问题,它在任何维数下都是可解的。
2014-05-15 quant-ph
Determining the squeezing in multimode fields using nonlocal quantum probes
本文提出了一种利用非局域量子探针动力学来计算多模光场压缩参数的方案。所考虑的模型是由两个二能级系统,这是本地耦合到由双模高斯态给出的非局部相关场模式的环境。引入独立可切换的相互作用,人们观察到两量子比特系统的非局域相干性的恢复,这些恢复明确地与高斯环境态的压缩参数相关联。因此,局域相互作用的两个二能级系统代表了多模光场压缩的动力学量子探针。它最后表明,完美的复苏非局部相干性也持续非纠缠相关场模式和这种现象的解释是通过将其连接到环境耦合算子的相关系数。
2014-10-13 quant-ph
Modulation Instability-Induced Multimode Squeezing in Quadratic Frequency Combs
本文研究铌酸锂微环谐振器中二次频率梳的多模压缩,提出二分纠缠判据和通用分析框架,揭示调制不稳定性在时间走离控制下诱导多模压缩的机制,为量子精密测量与信息处理提供新途径。
2025-08-28 quant-ph
Real-Time Monitoring of Multimode Squeezing
Max Planck Institute for the Science of Light(马克斯·普朗克光科学研究所);Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学);Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, ENS-Université PSL, CNRS, Collège de France(卡斯特勒-布罗塞尔实验室,索邦大学,巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,法兰西学院)
本文利用多模光学参量放大与空间光调制器,首次实现对九个空间模式压缩光的实时监测,并测得高达-7.9 dB的脉冲光最高压缩量,为可扩展量子技术奠定基础。
2025-10-08 quant-ph
Squeezing and multimode entanglement of surface acoustic wave phonons
利用量子声学器件中的多个模式可以在硬件有效的设置中实现量子信息的应用,包括合成维的量子模拟和具有团簇态的连续变量量子计算。与SQUID分流镜的相互作用引起20多个可访问的谐振器模式之间的耦合。我们利用这种耦合来证明SAW声子的双模压缩,以及四模多体纠缠。我们的结果为在紧凑的混合量子系统中进行连续变量量子计算开辟了道路。
2022-02-11 quant-ph
Quantum fluctuations and correlations of spatial scalar or multimode vector solitons in Kerr media
本文用格林函数方法研究了克尔介质中孤子的整体压缩度和量子涨落的横向空间分布。结果表明,在最佳正交分量上,标量亮孤子和多模矢量孤子都经历了强压缩。对于矢量孤子,这种压缩被证明是由于两个非相干耦合的圆偏振的波动之间的几乎完美的反相关。
2003-11-13 quant-ph
Probing multimode squeezing with correlation functions
宽带多模压缩器是一种强大的量子资源,在量子信息技术中有着广泛的应用前景,如量子通信网络中的信息编码和高维系统中的量子模拟。然而,在一个单一的空间模式共存的一个大的阵列的挤压的表征是具有挑战性的。在本文中,我们解决了这个问题,并提出了一个简单的方法来确定挤压的数量和各自的压缩强度,通过使用宽带多模关联函数测量。这些测量采用最先进的雪崩光电二极管的大检测窗口,同时探测生成状态的整个希尔伯特空间,这使我们能够对压缩状态进行基准测试。此外,由于关联函数的结构,我们的测量不受损失的影响。这是显著的优点,因为具有低效率的检测器是足够的。我们的方法是成本较低的全状态层析成像方法依赖于多模零差检测,建立在更苛刻的测量和分析工具,似乎是不切实际的大希尔伯特空间。
2011-03-04 quant-ph
Storage and retrieval of squeezing in multimode resonant quantum memories
本文研究了光的量子特性的记录、存储和读出能力。讨论是基于量子存储器的高速绝热模型,在强共振极限下,采用双组态。我们表明,在这种情况下,效率和压缩比之间的平等,预测的简单分束器模型,被打破。在输出脉冲中的最大压缩的要求不应该伴随着存储器的最大效率的要求,如在分束器模型。当效率仅为50%时,我们得到了高的脉冲压缩。对这一“悖论”的理解是在模式分析的基础上实现的。数值计算发现了对记忆过程有影响的记忆本征模。此外,还进行了模式谱分析,以使输入信号的谱宽与存储器的容量相匹配。
2013-11-20 quant-ph
Teleportation and spin squeezing utilizing multimode entanglement of light with atoms
我们提出了一个将光脉冲的量子态传送到原子系综的集体自旋态上的方案。在这个协议中作为资源的光和原子的纠缠态是通过探测集体原子自旋而产生的,拉莫尔在外部磁场中进动,与相干光脉冲共振。我们在这里第一次充分考虑拉莫尔旋进的影响,并表明它会产生一种质的新型的多模纠缠态的光和原子。该协议被证明是强大的对占主导地位的噪声源,并可以实现在室温下与自由空间光相互作用的原子系综。我们还提供了一个方案来执行的拉莫尔旋进自旋态的读出,使成功的隐形传态的验证以及自旋压缩的创建。
2005-11-17 quant-ph
Quantum transduction is enhanced by single mode squeezing operators
量子转换是扩展分布式量子架构的重要组成部分,并且基于各种物理平台积极追求。然而,证明具有正量子容量的换能器在实践中仍然具有挑战性。在本工作中,我们讨论了一种新的方法,放宽阻抗匹配条件到半阻抗匹配条件,这是通过在电光转换器中引入双光子驱动来实现的。我们表明量子转导能力可以增强,并可以理解在一个简单的干涉图的帮助下布洛赫弥赛亚分解。确定了具有正量子容量的参数区域,并比较了有无驱动的情况,表明参数驱动诱导的增强在演示量子态转换方面确实有前途,并且有望提高各种物理平台的转导性能。
2022-05-08 quant-ph
Quantum Zeno effect in the multimode quantum Rabi model
研究了多模量子Rabi模型(MQRM)的量子Zeno效应(QZE)和量子反Zeno效应(QAZE)。导出了腔模初始处于热平衡态时的生存概率衰减率的解析表达式。由于高频腔模引起的能量回流,观察到了从QZE到QAZE的交叉。此外,我们应用基于热场动力学(TFD)理论和矩阵乘积态(MPS)的数值精确方法研究了腔模压缩对MQRM的QZE的影响。讨论了压缩角、压缩强度和温度对生存概率衰减率的影响。
2019-04-08 quant-ph
Multimode Entangled States in the Lossy Channel
在这项工作中,我们分析了高纠缠多模压缩态的结构,如那些产生的宽带脉冲进行II型参量下转换(PDC)。这种下转换以前曾被吹捧为一种自然而有效的簇态生成方法,因此是一种可行的未来量子计算途径。我们首先详细介绍如何宽带PDC过程直接导致一系列的正交超模,是原始频率模式的线性组合。然后,我们计算的多模纠缠态的总压缩时,他们被假定为一个理想的零差检测,其中所有的状态的超模被检测到的最佳形状的本地振荡器(LO)脉冲测量。为了比较,压缩相同的纠缠态计算时,测量的低复杂度零差检测方案,利用未成形的LO脉冲。这样的计算示出了在压缩的上下文中从较高复杂度(较难实现)零差检测移动到较低复杂度(实现者到实现者)零差检测的成本。最后,通过研究光子损耗对多模纠缠态压缩的影响,确定了多模纠缠态通过衰减通道的演化。这里报道的结果推动我们更全面地理解当团簇态在频率空间中以高纠缠多模态的形式存在时,团簇态在现实世界中的转移。
2017-03-05 quant-ph
Multimode Squeezing Properties of a Confocal Opo: Beyond the Thin Crystal Approximation
到目前为止,由插入谐振光学腔中的非线性器件产生的横向量子效应(通常标记为“量子成像”效应)已经使用“薄晶体近似”来计算,即仅考虑腔的空部分内的衍射效应,而忽略其在非线性晶体内的非线性传播中的影响。本文介绍一种不受这种近似限制的理论方法。它使我们特别是治疗配置更接近实际的实验,其中晶体长度是可比的腔模式的瑞利长度。我们使用这种方法的情况下,共焦OPO,薄晶体近似预测完美的横向平面上的任何区域上的压缩,无论其大小和形状。我们发现,在这种情况下,存在一个“相干长度”,它给出了一个完美的压缩可以观察到的检测器的最小尺寸,并因此给出了一个限制,可以使用这样的设备获得的光学分辨率的提高。
2005-03-04 quant-ph
Global multimode squeezing in a train of ultrashort pulses from unbalanced SU(1,1) interferometers
The State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, College of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Tianjin University(天津大学精密仪器与光电子工程学院)
本文通过不平衡SU(1,1)干涉仪在超短脉冲列车中生成多模强度压缩,利用锁模激光作为泵浦源,结合光学延迟和非线性光束分裂器实现时域多路复用,展示了多模式强度压缩的独特相关结构和其与模式数M的量子相关性。
2026-07-28 quant-ph
Efficient detection of spectrally multimode squeezed light through optical parametric amplification
本文首次实验演示了利用光学参量放大检测光谱多模压缩光,实现对宽带压缩真空态超过60个光谱模式的同时检测,压缩度均匀且达-6.5至-7 dB,为构建连续变量簇态及高维光子量子技术提供了新途径。
2025-08-06 physics.optics quant-ph
Multimode amplitude squeezing through cascaded nonlinear optical processes
该研究通过级联三波混频与多模非线性腔的 Q 因子工程,实现超过 10 dB 的可调单模振幅压缩及阈值以上多离散频率模式明亮压缩,并揭示合成频率维度中的 Bloch 振荡与长程关联。
2024-05-08 physics.optics quant-ph
Scalable multimode entanglement based on efficient squeezing of propagation eigenmodes
在光域中对量子信息进行连续变量编码,近年来产生了大量的时间和光谱纠缠态,这对量子计算和量子通信都有重要意义。我们介绍了一个协议的基础上产生的空间多体纠缠的相位匹配的传播本征模的单片光子器件:阵列的二次非线性波导。我们从理论上证明了在自发参量下转换机制下,可以产生对多模量子网络有用的大的多体纠缠态。我们的协议是非常简单和强大的,因为它不依赖于耦合,非线性或样品长度的特定值。
2021-01-19 physics.optics quant-ph
Squeezing as a resource for time series processing in quantum reservoir computing
本研究探讨了压缩在量子储备池计算时间序列处理中的作用,发现多模态压缩能增强记忆并提升基准任务性能,其根源在于压缩增加提升了储备池对读出噪声的鲁棒性。
2023-10-16 quant-ph
Quantum Dispersive Waves and Multimode Squeezing in Pure-Kerr Parametrically Driven Cavity Solitons
Institute for Physical Science and Technology, University of Maryland(马里兰大学物理科学与技术研究所);Department of Physics, University of Maryland(马里兰大学物理系);Department of Mechanical Engineering, University of Maryland(马里兰大学机械工程系);University of Maryland Baltimore County(马里兰大学巴尔的摩县分校);National Quantum Laboratory (QLab) at Maryland(马里兰国家量子实验室)
本文首次给出纯Kerr参量驱动腔孤子的多模量子描述,揭示阈值以下的单模和双模压缩以及阈值以上的新型量子色散波,并展示高达20 dB的压缩。
2026-06-03 physics.optics quant-ph
Multimode Squeezed State for Reconfigurable Quantum Networks at Telecommunication Wavelengths
ICFO - Instituto de Ciencias Fotonicas, The Barcelona Institute of Science and Technology(ICFO-光子科学研究所,巴塞罗那科学技术研究所);Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, ENS-Université PSL, CNRS, Collège de France(卡斯勒布罗塞尔实验室,索邦大学,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,法兰西公学院);Sorbonne Université, LIP6, CNRS(索邦大学,LIP6实验室,法国国家科学研究中心)
本研究提出了一种在电信波长下产生多模式压缩态的实验源,实现了多方纠缠和可重构性,为可扩展的连续变量量子信息协议奠定基础。
2024-02-02 quant-ph
Squeezing oscillations in a multimode bosonic Josephson junction
研究通过追踪非平衡动力学增强一维多模玻色约瑟夫森结中的量子关联,实现了频率可调的压缩振荡和近10 dB的自旋压缩,并揭示了其对空间相位关联的增强作用。
2024-02-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Polarization Structure of Quantum Light Fields: A New Insight. 2: Generalized Coherent States, Squeezing and Geometric Phases
在第一部分给出的量子光偏振结构的新描述中,研究了与偏振SU(2)群有关的几种广义相干态。在它们的帮助下,我们给出了光场偏振性质的准经典描述,并讨论了偏振量子光学中多模光场的压缩概念和测不准关系。由此得到了量子光偏振态的一种新分类。我们还推导了不同量子光束通过“偏振旋转器”传输时所获得的几何相位。
1995-03-15 quant-ph
Maximal-Rank Squeezing from Rank-One Quenches: An Exact Spectral-Reachability Theorem for Gaussian Bosonic Systems
Stanford University(斯坦福大学)
该研究证明高斯玻色系统有限秩二次淬火产生多模压缩的精确谱可达性定理,揭示微扰秩不限制激活压缩通道数,给出暗区等特性,为多模高斯系统提供硬件筛选原则。
2026-08-25 quant-ph
Measurement-based preparation of non-Markovian and multimode mechanical states
纳米机械谐振器是未来量子技术(如量子力传感器和接口)以及宏观量子物理研究的关键工具。制备室温非经典态的能力是一个重大的挑战。在这里,我们将探讨如何使用基于测量的状态调节来实现这一目标。我们证明了有条件冷却的纳米机械谐振器,具有非马尔可夫消相干,并从理论上表明,非马尔可夫性使量子压缩显着更容易实现。我们进一步表明,集体测量的多个谐振器模式,提高状态准备的质量。这使我们能够实现集体热机械压缩,在实验中,超越了有效性的光波近似。我们的模型表明,非马尔可夫性和多模条件都可以使室温量子压缩与现有技术。总之,我们的研究结果为实现室温量子纳米机械器件及其在量子技术和基础科学中的应用铺平了道路。
2021-09-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
SU(1,1) symmetry of multimode squeezed states
我们证明了一类采用线性光学加双模压缩的多模光学变换可以用SU(1,1)算符表示。这些操作与最先进的连续变量量子信息实验有关,包括量子态共享,量子隐形传态和多体纠缠态。使用这种SU(1,1)描述这些变换,我们得到了一个新的基础,这种变换在于一个有用的表示这个组,并位于经常使用的限制高斯状态之外。我们分析了这个基础,展示了它在一类变换中的应用,并讨论了它在更一般的量子光网络中的扩展。
2008-01-25 quant-ph
Effect of group-velocity dispersion on the generation of multimode pulsed squeezed light in a synchronously pumped optical parametric oscillator
研究同步泵浦光学参量振荡器中群速度色散对多模脉冲压缩光产生的影响,发现色散导致超模失谐与线性耦合,降低压缩水平和纠缠,影响量子态。
2024-07-26 quant-ph
Nonlocal phase modulation of multimode, continuous-variable twin beams
实验研究多模连续变量孪生光束的非局域相位调制,通过电光调制器在热铷蒸气四波混频产生的纠缠光束上实现,发现非局域调制可产生频率模式间的量子关联。
2023-06-23 quant-ph
Relating spin squeezing to multipartite entanglement criteria for particles and modes
基于一阶矩和二阶矩的纠缠见证以自旋压缩准则的形式存在,用于从集体测量中检测粒子纠缠,并以修正的不确定关系的形式存在,用于检测模式纠缠或转向。通过揭示它们之间的对应关系,我们表明,计量有用的自旋压缩揭示多模纠缠对称自旋态分布到可寻址的模式。我们进一步推导出紧密的状态独立的多体纠缠的自旋压缩系数的界限,并指出它们的连接到广泛使用的纠缠标准,依赖于状态的极化。我们的结果是相关的国家的最先进的实验中,对称纠缠态分布到一些可寻址的模式,如分裂自旋压缩玻色-爱因斯坦凝聚体。
2022-01-20 quant-ph
Multimode phononic correlations in a nondegenerate parametric amplifier
我们描述了在机械非简并参量放大器中非线性相互作用产生的多模声子关联的实现。这些相关性的性质不同,定性取决于驱动场的强度有关的阈值参数不稳定性。低于这个阈值,相关性是在耦合的机械模式的组合正交表现。在这种制度下,该系统是服从反作用规避测量计划检测弱力。在阈值以上,相关性表现在两个机械模式之间的振幅差中,类似于在光学参量振荡器中观察到的强度差压缩。我们讨论了这两个政权之间的交叉和应用程序的量子兼容的力学系统的非线性计量学和平衡动力学。
2014-12-30 quant-ph
Spectrally shaped and pulse-by-pulse multiplexed multimode squeezed states of light
本文利用飞秒光源的完整重复频率与超快光谱整形,首次结合频率复用和时间复用,在156 MHz下同时生成21个压缩光谱模式,为可扩展、可重构的多体纠缠态奠定基础。
2022-09-21 quant-ph
Enhanced mechanical squeezing in an optomechanical system via backward stimulated Brillouin scattering
本研究提出利用后向受激布里渊散射增强多模光机械系统中达芬机械模式的压缩,通过相干声子-光子相互作用提供额外冷却通道,显著提高压缩度及热噪声鲁棒性,并有望推广至其他量子系统。
2023-11-14 quant-ph
Pulsed squeezed light: simultaneous squeezing of multiple modes
我们分析了由脉冲单程简并参量下转换产生的压缩光的光谱特性。这个过程的多模输出可以被分解成特征模,这些特征模经历类似于双光子谱的施密特分解的独立压缩演化。这种分解的主要特点可以理解使用一个简单的分析模型开发的微扰制度。在强泵浦制度,微扰的方法是无效的,我们提出了一个数值分析,专门的情况下,一维传播的β-硼酸钡波导。压缩模式的表征为我们提供了优化零差检测压缩所必需的洞察力。对于一个弱参量过程,有效的压缩被发现在一个广泛的本地振荡器模式,而强烈的产生制度的地方更严格的条件本地振荡器。我们指出,如果不满足这些条件,检测到的压缩实际上可以随着泵浦强度的增加而减少,我们揭示了这种低效率背后的物理原因。
2005-12-23 quant-ph
Optical squeezing mediated by levitated oscillators at their quantum ground state
CNR-INO(意大利国家研究委员会红外光学研究所);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Univ. Di Firenze(佛罗伦萨大学物理与天文系);INFN, Sezione di Firenze(意大利国家核物理研究院佛罗伦萨分部);European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)(欧洲非线性光谱学实验室)
研究通过悬摆纳米颗粒的中心质量模与光学腔场相互作用,实现低于Shot噪声的光学压缩,展示多机械振荡器在量子基态下的压缩效应,建立悬摆光机作为多模量子交互平台。
2026-04-29 quant-ph
Squeezing measurement with spectrally broadened in microstructured fiber local oscillator
Russian Quantum Center(俄罗斯量子中心);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);M.V.Lomonosov Moscow State University(莫斯科国立大学);Dianov Fiber Optics Research Center(季阿诺夫光纤研究中心)
本文提出并实验验证了通过微结构光纤展宽本地振荡器光谱,以实现与多模压缩光模式匹配,从而改进零差探测和压缩测量。
2026-11-10 quant-ph
Decomposing a pulsed optical parametric amplifier into independent squeezers
讨论了超短脉冲抽运行波光参量放大器中特征压缩模的概念。特征模经历解耦的单模压缩变换,因此它们形成了描述整个多模系统演化的有用基础。这为参量荧光的量子统计特性提供了一个优雅而直观的图像。分析了正交压缩的检测效率,并给出了一个实际非线性介质的数值计算结果。
2006-01-25 quant-ph
Boson sampling with self-generation of squeezing via interaction of photons and atoms
本研究提出一种玻色采样多模压缩态生成新方案,用含二能级原子的多模谐振器替代线性干涉仪自发生成压缩复合态,无需外部光子源与大量耦合器,其联合概率分布经典计算机难有效计算,可通过现有技术实现。
2024-09-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Few-mode squeezing in type-I parametric downconversion by complete group velocity matching
本研究针对频率简并脉冲I型参量下转换光源光谱多模、单模压缩度有限的问题,提出通过泵浦与信号光完全群速度匹配实现少模压缩,在80mm周期极化掺镁铌酸锂晶体中可获得12dB压缩。
2024-08-18 quant-ph
Locally optimal symplectic control of multimode Gaussian states
将系统松弛到稳定状态是许多试图推进对量子世界的控制的中心点。在本文中,我们考虑通过瞬时高斯酉操作控制无处不在的有损信道,并找到局部最优条件的冷却和加热的多模高斯状态的损失和可能的热噪声。这是通过分离编码熵和温度的参数并推导出它们的演化方程来完成的。这个方程的形式使我们能够清楚地了解瞬时量子控制如何帮助弛豫。因此,它表明,压缩是优化这些通道下的熵特性的变化率的一个关键因素。加热和冷却的精确弛豫时间的推导,到一个任意小的距离从固定点的有损通道与局部最优策略。
2017-11-08 quant-ph
Multimode advantage in continuous variable quantum battery
提出基于连续变量系统的多模量子电池架构,通过解析计算证明可分态与纠缠态在双模和三模下性能相当,且可分高斯态的涨落随模数增加而减少,局部平移充电优于压缩幺正操作。
2024-08-29 quant-ph
Entanglement Enhancement in Multimode Integrated Circuits
纠缠在连续变量系统中的忠实分布对于许多量子信息协议是必不可少的。因此,纠缠蒸馏和增强方案是许多应用的基石。光子减法方案提供了一个相对简单的设置增强,并已在各种情况下进行了研究。集成光学的最新进展,特别是能够建立稳定的多模干涉仪与压缩输入状态的激励下,通过光子减法协议的增强多模扩展进行了研究。多个压缩输入态产生的状态,而不是一个单一的输入源,被证明是更敏感的增强协议,导致增加纠缠的输出。数值结果表明,纠缠增益与附加模的数目和压缩程度不是单调的。因此,当模式的数量仍然相对较小时(例如,$4$)。对额外挤压的要求在当前实现的范围内,使得该方案可以用现有技术实现。
2018-03-15 physics.optics quant-ph
Frequency resolved optical gating using parametric amplification for characterizing ultrafast temporally multimode squeezed states
California Institute of Technology(加州理工学院)
本文提出利用参数放大频率分辨光门技术,实现超快多模压缩态的时序模式形状和四阶方差的联合表征,克服传统方法的限制,为多模量子态的实验测量提供新方案。
2026-04-09 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Squeezing in Bose-Einstein condensates with large numbers of atoms
我们研究了在多组分囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中产生和测量大相对数压缩的可行性。在没有多模效应的情况下,这种压缩可以是任意大的任意大的凝聚,但一系列的过程限制了可测量的压缩在现实的陷阱配置。我们研究这些过程,并提出方法来减轻它们。我们的结论是,高水平的压缩与大量的原子是可行的,但实际上只能实现在特定的陷阱几何形状。我们还介绍了一种方法,最大限度地提高可测量的压缩,通过使用一个$π$脉冲在这个过程中,以改善空间模式匹配。
2013-07-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Characterizing the multipartite continuous-variable entanglement structure from squeezing coefficients and the Fisher information
了解量子纠缠在多方的分布是量子物理学的基本挑战,并且对于量子信息领域中的若干应用具有实际意义。本文利用量子精密测量的方法,从微观上刻画了多模连续变量态在所有可能的多分区和所有约化分布下的纠缠结构。从实验测得的高斯态的协方差矩阵与2,3,和4光子模式的可控损耗,我们提取的灵敏度,以及每个分区的可分性上界。通过比较这两个量构造了一个纠缠见证。我们的分析表明,这些方法的连续变量系统的有用性,并提供了一个详细的几何理解下的光子损失的集群状态纠缠的鲁棒性。
2019-01-29 quant-ph
Theory of Multimode Squeezed Light Generation in Lossy Media
本文提出统一理论框架描述有损介质中多模压缩光,推导高斯态二阶关联主方程,证明传统模式分解无法提取最大压缩,并构造了使压缩最大化的新宽带基及算法。
2025-01-28 physics.optics quant-ph
Continuous variable multimode quantum states via symmetric group velocity matching
通过非线性波导中的参量下变频(PDC)可以获得用于基于测量的量子信息协议或多体量子通信方案的可配置和可扩展的连续变量量子网络。在这项工作中,我们利用对称群速度匹配(SGVM)工程的PDC压缩模式的属性。我们确定在一个单一的波导中的II型PDC作为最合适的过程,因为可以获得具有不可忽略的压缩量的多个模式。我们探索,第一次,波导的尺寸,通常只设置为确保单模指导,作为一个额外的设计参数,确保不可分割的信号和空闲字段。我们在这里研究磷酸钛氧钾(KTP),它在电信波长提供SGVM,但我们的方法可以应用于任何非线性材料和泵浦波长。这项工作为未来连续变量机制下的大规模量子网络工程铺平了道路。
2020-12-25 quant-ph
Controllable generation of mechanical quadrature squeezing via dark-mode engineering in cavity optomechanics
研究通过合成规范场打破暗模效应,在腔光力学系统中实现机械正交压缩的可控生成,显著提升热噪声容忍度,为抗噪声量子资源生成提供新机制。
2023-07-28 quant-ph
Experimental Quantum Tomography of Multimode Gaussian States
Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院)
本文提出一种高效的多模高斯态量子重构方法,通过最大似然估计直接操作协方差矩阵,避免密度矩阵重建的指数开销,实验验证了其在多粒子纠缠态重构中的有效性。
2026-04-10 quant-ph
Simulating arbitrary Gaussian circuits with linear optics
玻色子模的线性正则变换对应于高斯幺正,其包括由多端口无源干涉仪实现的无源线性光学变换和由非线性放大介质实现的有源Bogoliubov变换。作为布洛赫-弥赛亚定理的结果,任何高斯幺正都可以分解成一个被动干涉仪,然后是一层单模挤压器和另一个被动干涉仪。在这里,它展示了如何规避对主动转换的需求。也就是说,我们提供了一种技术来模拟采样的联合输入和输出分布的任何高斯电路与被动干涉,提供双模压缩真空状态可作为一个先验资源。在该过程的核心,我们利用了部分时间反转下的分束器模拟双模挤压器的事实,这使得可以在没有任何非线性光学介质的情况下访问任意高斯电路。这产生,特别是,一个程序与线性光学模拟扩展玻色子采样实验,其中光子共同传播通过任意多模高斯电路,随后由输出光子图案的检测。
2018-12-11 quant-ph
Thermomechanical two-mode squeezing in an ultrahigh $Q$ membrane resonator
我们实现了一个非简并的参量放大器在一个双$Q$机械薄膜谐振器和演示双模热机械噪声压缩。我们的测量准确地描述了一个双模式模型,该模型将这种非线性的机械相互作用归因于基质介导的过程,该过程通过各个模式的品质因数显著增强。在与量子限制光学检测和冷却兼容的机械平台中实现强多模非线性使得这成为用于非线性方法的强大系统,所述非线性方法用于量子精密测量、光学场与声子场之间的转换以及声子自由度的量子操纵。
2014-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Cross talk compensation in multimode continuous-variable entanglement distribution
双模压缩态是远距离连续变量和混合量子信息协议中可扩展的、鲁棒的纠缠资源。本文研究了双模压缩态通过平行相似通道传输时的线性串扰效应。首先,为了减少分布式高斯纠缠的退化,我们表明,进入信道的初始双模压缩应该已经在存在小串扰的情况下进行优化。其次,我们建议同时优化模式之间的相对相位和它们在使用纠缠之前在接收器侧上的线性耦合,这可以完全补偿串扰,一旦信道透射率对于所有模式都是相同的。对于对于任一模式具有类似透射率值的实际通道,串扰仍然可以在很大程度上得到补偿。这种方法依赖于模式干涉,克服了另一种方法的纠缠定位在一对模式上使用测量另一对和前馈控制。我们的理论结果为在具有串扰的可扩展量子网络中更有效地利用多模连续变量光子纠缠铺平了道路。
2021-11-01 quant-ph
Characterization of spatial Schmidt modes in high-gain SU(1,1) interferometers
Heinz Nixdorf Institute, Paderborn University(海因茨·诺伊多夫研究所,帕德博恩大学);Department of Electrical Engineering and Information Technology, Paderborn University(电气与信息工程系,帕德博恩大学);Department of Physics, Paderborn University(物理系,帕德博恩大学)
本文通过联合施密特分解,理论分析了SU(1,1)干涉仪的模态结构,揭示了参量下转换模式与干涉仪整体模式之间的复杂相互作用,并发展了多模压缩测量技术的严格处理方法。
2026-05-30 quant-ph
Camera-enabled scalable homodyne detection of multimode quantum light
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)(韩国科学技术院)
利用CCD相机实现60个光学模式的同时散粒噪声极限正交测量,将本振功率需求降低六个数量级,并验证了多模压缩与纠缠。
2026-06-09 quant-ph
Bipartite entanglement extracted from multimode squeezed light generated in lossy waveguides
Paderborn University(帕德博恩大学)
研究通过II型参数下转换在损耗波导中生成多模式光,提取双模式纠缠态,并通过压缩量量化纠缠,构建最优测量基。
2025-11-03 physics.optics quant-ph