Role of non-classicality in mediated spatial quantum correlations
Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Università di Pisa（比萨大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究非经典性如何通过中介体与两个量子探针之间的量子相关性联系，提出新的不等式量化非经典性与非对易性的关系，验证不同非经典性水平下的结果。
2026-03-30 quant-ph
Witnessing quantum resource conversion within deterministic quantum computation using one pure superconducting qubit
具有一个量子位的确定性量子计算（DQC 1）是突出指数量子加速可以在可忽略的纠缠下实现的标志性。它的发现催化了对一般量子资源的热烈研究，以及关于它们在DQC 1性能优势中的作用的各种解释。连贯性和不和谐是突出的候选人，分别表征本地化和相关系统内的非经典性。在这里，我们在超导系统中实现了DQC 1，该超导系统被设计成可以在整个执行过程中跟踪一致性和不一致性的动态。我们的实验证实，DQC 1作为一个资源转换器，消耗的一致性，在其操作过程中产生不和谐。我们的研究结果突出了超导电路作为一个有前途的平台，实现DQC 1和相关算法，并在实验上表征量子协议中的资源动态。
2019-10-22 quant-ph
Subtleties of witnessing quantum coherence in non-isolated systems
明确而廉价地识别非经典性是物理学中一个长期存在的公开挑战。时间无信号协议是作为宏观现实主义的实验测试而开发的，并且通过将量子态与其完全去相位的对应物进行比较来作为隔离量子系统中的量子相干性的见证。我们表明，它提供了一个下界上一定的资源理论的一致性单调。我们继续推广的情况下，感兴趣的系统耦合到一个环境的协议。根据概括的方式，所得到的证人要么报告系统的一致性，或在一个分离的系统一致性与（i）存在的非经典系统环境相关性或（ii）不可忽略的动态环境。这些是非孤立系中玻恩近似的不同失效模式。
2018-11-23 quant-ph
Non-classicality criteria for N-dimensional optical fields detected by quadratic detectors
导出了一般N维光场的非经典性判据。它们涉及强度矩，光子数分布的概率或两者的组合。本文将奇光子数或偶光子数概率之和的Hillery准则推广到N维场。作为一个例子，推导出的非经典性准则被应用到一个实验的三模光场包含两种类型的光子对的贡献。伴随的非古典深度用于相互比较它们的性能。
2022-01-06 quant-ph
Non-classicality and entanglement criteria for bipartite optical fields characterized by quadratic detectors II: Criteria based on probabilities
许多非经典的标准的基础上的概率的实验光子计数或理论光子数分布的使用几种方法。导出的标准之间的关系被揭示，并确定的基本标准。它们被分组为参数系统，允许从不同的角度（“本地”的非经典性，光子相关性的成对字符等）的非经典性的分析。考虑到它们的结构，这些标准可以分为不同的群体，在解决非古典的力量。讨论了用Lee非经典深度和非经典计数参数对非经典性的量化。使用的字段的模式的数量被确定为可能导致意外结果的重要参数。一个适当的线性变换的光计数（光子数）分布到其S-有序的形式，需要确定的非经典深度，推导出。为了比较，推导出的标准都适用于实验的双光束的光计数直方图和重建的光子数分布与不同水平的噪声。
2020-10-14 quant-ph
Entanglement Dynamics in Dispersive Optomechanics: Non-Classicality and Revival
研究了由两个光学模和一个光学谐振腔组成的色散光机械系统中的纠缠动力学。这两种光学模式与机械振荡器相互作用，但不直接相互作用。光纠缠的出现证明了振子的非经典性。我们研究了纠缠动力学与光机耦合、腔中平均光子数和振子温度的关系。提出了一种超冷原子系综的实验实现方法。
2020-11-01 quant-ph
Characterizing the non-classicality of mesoscopic optical twin-beam states
我们提出了一个强大的工具来分析在介观光子数域的多模双光束态的非经典特性。测量通过直接检测进行。分析利用三种不同的非经典标准检测到的光子表现出互补的行为，在探索的强度制度。联合信号闲频光子数分布和准分布的综合强度的测定和比较与相应的分布检测到的光子。确定了双光束态非经典特性的最佳实验条件。
2013-11-16 quant-ph
Non-classicality of bright GHZ-like radiation of an optical parametric source
随着新出现的可能性，通过直接的参数生成获得的GHZ纠缠光子的三重发射，我们在这里研究这种明亮的发射，其中涉及两个三重，三个三重等高阶发射，这样的状态将构成一个自然的概括的四模式（两束加偏振）压缩真空。我们有三束发射广义亮GHZ态的过程，它们是一个、两个、三个等GHZ纠缠光子的叠加。我们展示了如何避免与参数下转换的通常描述的直接推广相关的技术困难。利用Pade近似，将非收敛微扰展开式的第一项转化为级数的元素。这使我们能够研究新的明亮广义GHZ态的非经典性。
2020-09-07 quant-ph
Witnessing nonclassical multipartite states
我们基于局域测量下的扰动，研究了非经典多体态的一个证据。见证算子为非经典性提供了一个充分条件，该条件与非零全局量子不和谐相一致，但它不需要极值化过程。此外，对于Z_2对称系统，我们用关联函数重写了证明，从而发现经典性必然要求不变轴上的磁化强度为零或横自旋平面上的两点函数各向同性.我们在量子自旋链中说明了我们的结果，其中实现了因子化基态（具有自发破缺的Z_2对称性）的表征。作为一个副产品，见证也将显示，以指示一个二阶量子相变，这将说明为XY和Ashkin-Teller自旋链。
2011-12-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Experimental Control of the Degree of Non-Classicality via Quantum Coherence
物理系统中非经典性的起源及其与纠缠和相干等明显量子特征的联系是量子物理学的中心问题。本文从理论和实验两个方面分析了这个问题，将非经典性与量子相干性定量地联系起来。在理论方面，我们表明，当一个可观察的相干性是线性相关的违反柯尔莫哥洛夫条件，量化的偏离任何经典（非侵入性）的解释的多时间统计的程度。在实验上，我们探测这种连接的相干性和非经典性的时间复用光量子行走。我们展示了精致的量子相干性的步行者通过不同程度的相干叠加的硬币的影响，我们显示了伴随的变化程度的非经典的步行者统计，这可以直接访问凭借前所未有的控制测量引起的影响，通过快速可编程电光调制器。
2020-07-24 quant-ph
Emulation of quantum measurements with mixtures of coherent states
我们提出了一种方法来模拟量子现象所产生的任何非经典量子态，只使用有限的一组混合的相干态。这使我们能够成功地再现众所周知的量子效应使用的资源，可以更可行地在实验室中产生。我们提出了一个简单的实验过程来进行量子态模拟与相干态，说明它模拟多光子NOON态与几个相位平均相干态，并展示了它的能力，观察基本的量子力学效应，如红欧曼德尔效应，违反贝尔不等式和见证量子非经典。
2022-05-06 quant-ph
Generation of Hidden Optical-Polarization: Squeezing and Non-Classicality
研究了具有正交偏振光子的单色双模相干光在简并参量放大中的共线传输。隐藏光学偏振态的产生由隐藏光学偏振指数的非零值示出。通过对一个压缩函数的识别，证明了HOPS中的压缩现象。HOPS的非经典特性是通过“隐光偏振度”来观察的，它达到了“大于1”的非经典值。数值模拟了产生、压缩和非经典的动力学性质。
2011-10-07 physics.optics quant-ph
Certifying non-classicality and non-Gaussianity through optical parametric amplification
本文提出并实验验证了利用光学参量放大与常规强度探测器测量平均光子数和二阶相关函数，从而无需光子数分辨即可认证非高斯态，为高维量子技术奠定基础。
2025-10-10 quant-ph
Reduced state of the field and classicality of quantum Gaussian evolution
光的量子演化的经典性概念是一个具有概念和实践重要性的对象。本文的主要目的是导出量子高斯演化的经典性的精确条件，即光的高斯态及其凸组合的演化，这是一个在量子光学和信息学中具有重要意义的模型。几个例子，范围从高斯热操作纠缠最大化耗散工程，进行了讨论。我们的结果是使用最近推出的介观理论的减少状态的字段，这是最初设计作为一个描述宏观量子场。在这里，为了使框架适合我们的目标，我们重新开发它作为一个工具，探讨古典，这构成了我们的第二个主要贡献。
2022-09-07 quant-ph
Directly estimating non-classicality
我们建立了一种直接测量和估计非经典性的方法-操作上定义在一个给定的状态从一个正维格纳函数的可扩展性。它允许基于可能比获得完整的断层摄影知识所需的测量设置少得多的测量设置来认证非经典性，同时配备了完整的证书。我们发现，即使只测量两个共轭变量，也可以推断出量子力学模式的非经典性。这种方法也提供了一个实用的工具，以最终证明这些功能的机械自由度的光力学。结果的证明是基于Bochner定理表征经典和量子特征函数和半定规划。在这个联合的理论和实验工作中，我们提出了实验光学Fock态制备的数据，演示了该方法的功能。
2010-05-26 quant-ph
A geometric measure of non-classicality
本文旨在强调卡希尔-格劳伯准概率密度在量子光学中定义、检测和量化场态非经典性的作用。一个给定的纯态和所有纯经典态的集合之间的距离在这里被称为非经典性的几何度。因此，我们研究了辐射场的纯单模态的非经典性，使用相干态作为纯经典态的参考集。事实证明，任何这样的距离都是用Husimi $Q$函数的最大值来表示的。作为一个有见地的应用，我们考虑的去高斯过程中产生的准备时，通过添加$p$光子的量子态的纯高斯。对于相干态输入，我们得到了一个非经典性的分析度，有趣的是，与先前评估的纠缠势。然后，我们证明了在压缩真空态中加入单光子会引起非经典性的显著增强，特别是在弱压缩和中等压缩的情况下。相比之下，添加更多光子的效果较差。
2019-12-10 quant-ph
Decoherence, Einselection and Classicality of a Macroscopic Quantum Superposition generated by Quantum Cloning
最近发现的由量子注入光参量放大器（QI-OPA）产生的宏观量子叠加（MQS）所显示的对去相干的高弹性，并且涉及超过5x10^4的光子数，激发了本理论和数值研究。从Zurek的综合理论出发，将所得结果与基于相干态和NOON态的MQS进行了比较分析。从这个角度来看，“指针状态”、“einselection”的概念被应用于新方案。
2009-04-09 quant-ph
Equivalence of contextuality and Wigner function negativity in continuous-variable quantum optics
物理学的核心基础问题之一是确定是什么使一个系统成为量子系统而不是经典系统。量子系统的经典性的一个开创性概念是存在一个非上下文隐变量模型，如贝尔、科亨和斯派克在早期工作中所介绍的。在量子光学中，维格纳函数的非负性是一个普遍存在的经典概念。在这项工作中，我们建立了这两个概念之间的等价关系。特别是，我们表明，任何非上下文的高斯量子光学隐变量模型有一个替代的非负维格纳函数描述。相反，众所周知，维格纳表示提供了高斯量子光学的非负非上下文描述。因此，上下文性和维格纳负性是非经典性的等价概念，也是这个量子子理论的等价资源。特别是，上下文性和维格纳负性对于量子高斯光学的计算加速是必要的。在技术层面上，我们的结果适用于包括零差测量的高斯测量的任何子族，即，标准正交可观测量的测量。
2021-12-29 quant-ph
Witnessing trustworthy single-photon entanglement with local homodyne measurements
单光子纠缠态，即描述共享单个光子的两个光路的状态，构成了最简单的纠缠形式。然而，它们为量子信息科学提供了宝贵的资源。具体来说，它们是量子网络的核心，因为它们可以用于量子隐形传态，用线性光学交换和纯化。这种纠缠的主要缺点是难以测量，本文提出并实验验证了一个纠缠见证，它不仅可以证明给定的态是否是路径纠缠的，而且可以证明纠缠存在于每个光路最多只充满一个光子的子空间中，即单光子纠缠。它仅使用局部零差，并且不依赖于关于被测系统的希尔伯特空间维数的假设。我们的工作为验证未来量子网络的正常运行提供了一种简单而可靠的方法。
2013-04-15 quant-ph
Witnessing single-photon entanglement with local homodyne measurements: analytical bounds and robustness to losses
单光子纠缠是量子网络的主要资源之一，包括量子中继器架构。这种纠缠可以通过[Morin et al. Phys. Rev. Lett. 110，130401（2013）]。在这里，我们提供了一个扩展的分析，这个证人通过引入分析界限和报告测量确认其巨大的鲁棒性方面的损失。这项研究突出了光学混合方法的潜力，其中离散纠缠的特点是通过连续变量测量。
2014-10-28 quant-ph
Experimental cyclic inter-conversion between Coherence and Quantum Correlations
量子资源理论试图量化赋予量子技术操作优势的非经典性来源。其中最主要的是对量子关联和量子相干性的研究。前者是为了隔离系统间相关性的非经典性，后者是为了捕捉单个物理系统中量子叠加的非经典性。在这里，我们提出了一个计划，这些资源之间的循环相互转换没有损失。第一阶段将输入系统中存在的相干性转换为与辅助系统的相关性。第二阶段利用这些相关性，通过测量辅助信息来恢复输入系统的一致性。我们实验证明了这种相互转换过程中使用线性光学。我们的实验突出了局域量子系统中相关性的非经典性和非经典性之间的联系，并在利用一种资源执行通常与另一种资源相关的任务方面提供了潜在的灵活性。
2017-10-04 quant-ph
Single- and two-mode quantumness at a beam splitter
在二分玻色子系统的背景下，相关的经典性可以定义为两个概念：P-经典性，基于Glauber-Sudarshan P-函数的性质;和C-经典性，基于熵量子不和谐。它已被证明，这两个概念是最大的不等价的静态（度量）的意义上-因为它们只符合一组状态的零措施。我们扩展和加强定量这种不等价性，通过解决这些类型的非经典之间的动力学关系在一个典型的量子光学设置：在一个热参考状态的单模高斯状态的光束分裂器的线性混合。具体来说，我们表明，几乎所有的P-经典输入状态产生的输出，是不是C-经典。实际上，对于零热参考光子的情况，输入处的P经典资源越多，输出处的C经典性越少。此外，我们表明，在输入的P-经典-量化的非经典深度-而不是定量地确定产生输出纠缠的潜力。这赋予了非经典深度一个新的操作解释：它给出了在不破坏输出纠缠的情况下可以在分束器处混合的最大数量的热参考光子。
2015-02-21 quant-ph
Witnessing effective entanglement over a 2km fiber channel
提出了一种基于光纤的连续变量量子密钥分发系统。该方案通过光纤量子信道发送两个非正交弱光相干态的量子信号。接收器使用两个零差检测器同时测量光的共轭求积。从所测量的传输信号的Q函数，我们估计的衰减和额外的噪声所造成的信道。估计多余的噪声来自信道和信道衰减，包括量子效率的检测设置的影响相对于检测有效纠缠。在验证中考虑了本地振荡器。我们见证了有效的纠缠与通道长度高达2公里。
2010-02-01 quant-ph
Coarse-graining of measurement and quantum-to-classical transition in the bipartite scenario
测量的粗粒度化和古典性的出现之间的联系已经研究了一段时间，如果没有很好地理解。最近在（PRL $\textbf{112}$，010402，（2014））中指出，粗粒度测量可以导致在尖锐测量下违反Bell型不等式的状态不违反Bell型不等式。在这里，我们研究粗粒度的测量对二分猫态的影响。我们表明，虽然粗粒化确实导致不违反贝尔型不等式，这是不反映在国家一级。在这种测量下，测量后的状态可以是非经典的（在量子光学意义上），在某些情况下，粗粒化可以导致这种非经典性相对于粗粒化参数的增加。虽然没有通用的方法来量化非经典性，但我们使用量子光学中的概念来量化，例如维格纳函数的负性和Gluaber-Sudharshan P分布的奇异性。
2017-03-01 quant-ph
Integrated photonic platform with high-speed entanglement generation and witnessing
本研究在硅光子芯片上实现基于诱骗态技术的多轨单光子纠缠产生与验证，采用12.5 GHz带宽片上平衡零拍探测器室温运行，经损耗补偿后保真度达92%、CHSH违反下界2.59，为集成室温量子光子系统提供可行方案。
2025-10-06 quant-ph
A quasiprobability distribution for heat fluctuations in the quantum regime
推导涨落定理的标准方法无法捕捉系统初始状态中量子关联和相干的影响。在这里，我们克服了这个困难，并推导出热交换涨落定理在全量子制度表明，在初始量子关联的存在下，两个局部热态之间的能量交换是忠实地捕获的quasiprobidity分布。它的否定性与语境性的证明相联系，是非古典性的否定。我们讨论了负概率的热力学解释，并提供热流的不平等，只能违反他们的存在。值得注意的是，在任意维度上测试这些完全量子不等式并不比测试传统的涨落定理更困难。我们在最近一个研究两个量子比特之间热传递的实验中收集的数据上测试了这些结果，并给出了在更高维度下见证负概率的能力的例子。
2020-09-10 quant-ph
Magnetic excitations, non-classicality and quantum wake spin dynamics in the Hubbard chain
最近的工作表明，量子费舍尔信息（QFI），多体纠缠的见证，和磁范霍夫关联$G(r,t)$，本地实时空间的实时自旋动力学的探针，可以成功地提取非弹性中子散射自旋系统的动态自旋结构因子$S(k,ω)$。在这里，我们从理论上应用这些想法的半满哈伯德链与最近邻跳，远离强耦合限制。该模型具有从非相互作用极限（$U=0$）到强耦合（$U\rightarrow \infty$）的$S(k,ω)$中的谱重的非平凡重新分布，在强耦合处，它减少到海森堡量子自旋链。我们使用密度矩阵重整化群（DMRG）找到$S(k,ω)$，然后从QFI计算。我们发现QFI随$U$增长。随着现实的能量分辨率，它变得能够见证以上$U=2.5$（在跳跃的单位），在那里它也改变斜率的二分纠缠。这一点也接近带宽$W(U)$和半链von Neumann纠缠熵的斜率变化。我们通过傅立叶变换$S(k,ω)$来计算$G(r,t)$。结果表明，在短时间短距离动力学在低$U$铁磁光锥波前的特点，海森堡的行为在大$U$具有反铁磁光锥和空间周期加倍的反铁磁性的交叉。我们发现这种交叉在很大程度上已经由$U=3$完成。因此，我们的研究结果提供的证据表明，在几个方面，强耦合极限的哈伯德链已经达到定性在一个相对温和的相互作用强度。我们讨论了实验候选人观察$G(r,t)$动态发现在低$U$。
2022-08-05 cond-mat.str-el quant-ph
Witnessing Opto-Mechanical Entanglement with Photon-Counting
在过去的十年中，相干控制具有光场的机械系统的能力已经取得了很大的进步，现在包括使用光子计数技术来检测机械状态的非经典性质。这些技术可能很快被用来执行一个光机械贝尔测试，从而突出的潜力，腔光力学的设备无关的量子信息处理。在这里，我们提出了一个证人，它揭示了光-机械纠缠没有任何约束的全球检测效率的设置，允许一个测试的贝尔不等式。虽然我们的见证依赖于定义明确的描述和正确的测量实验校准，但它不需要详细了解光机系统的功能。一个可行性研究，包括主要来源的噪声和损失表明，它可以很容易地用于揭示光机械纠缠在当今的实验与光子晶体纳米梁谐振器。
2018-04-05 quant-ph
Entangling efficiency of linear-optical quantum gates
提出了一种新的量子门的非经典性度量，特别适用于概率器件。该措施使得能够比较，例如，确定性器件制备具有低纠缠量的纠缠态，而概率性器件产生高度纠缠态，但有时会失败。我们提供的例子表明这种新措施的优势，到目前为止采用的纠缠功率。
2012-07-24 quant-ph
Witnessing non-Markovianity with Gaussian quantum steering in collision model
本文利用全光学碰撞模型模拟非马尔可夫连续变量高斯信道，提出以高斯量子导引量化信道非马尔可夫性，并通过调节分束器反射率揭示该度量因导引不对称性而依赖于具体导引场景。
2024-05-02 quant-ph
Direct method for measuring and witnessing quantum entanglement of arbitrary two-qubit states through Hong-Ou-Mandel interference
我们描述了一种直接的方法，用于实验确定任意两个量子比特状态的负性，对两个量子比特系统的多个副本进行了11次测量。我们的方法是基于实验上可访问的单重投影序列上进行多达四个量子位对。特别是，我们的方法允许应用程序的Peres-Horodecki可分性标准的任意两个量子比特的状态。我们明确地表明，测量纠缠的负性需要三个测量比检测两个量子比特纠缠。所报道的最小干涉测量集提供了一个完整的描述的两体量子纠缠的双光子干涉。这个集合小于执行任意两量子比特系统的完整量子态层析成像所需的15个测量的集合。最后，我们证明了9个Makhlin的不变量，需要表达的负面可以通过执行13个多拷贝投影测量。我们证明，这些不变量都是一个有用的理论概念，设计专门的量子干涉仪和线性光学的框架内，他们的直接测量不需要执行完整的量子态层析成像。
2017-03-02 quant-ph
All fundamental non-contextuality inequalities are unique
情境性是捕捉量子理论的非经典性的一种方式。一个理论的上下文性质经常通过违反非上下文不等式-涉及测量事件概率的某些线性不等式来证明。使用排他性图方法（用于研究情境性的两种主要图论方法之一），示出了[PRA 88，032104（2013）; Annals of mathematics，51-299（2006）]，见证情境性的必要和充分条件是存在奇数个事件（大于三个），其是循环或反循环排他性的。因此，其基础排他性结构如所述的非上下文性不等式，无论是循环的还是反循环的，都是量子理论的基础。我们证明了每个非平凡圈和反圈都存在唯一的非上下文不等式。除了基本的兴趣，我们希望这有助于理解上下文作为量子计算的资源及其在本地自测试中的应用。
2019-12-22 quant-ph
Superselection rules and bosonic quantum computational resources
本文提出一种基于玻色子量子计算机资源的量子光学非经典态识别与分类方法，通过单光子多模转换定义量子比特，并建立粒子数超选择规则下的表示与传统Fock态表示的对应关系，揭示多模态的量子优势。
2024-10-13 quant-ph
General mapping of multi-qu$d$it entanglement conditions to non-separability indicators for quantum optical fields
我们发现，任何多量子纠缠见证导致量子光场的不可分离性指标，其中涉及强度关联。我们得到，例如，强度或强度-速率关联揭示偏振纠缠的充分必要条件。我们还推导出分离条件的实验涉及多端口干涉仪，现在可行的集成光学。我们展示了使用强度率而不是强度的优点，例如，将贝尔不等式映射到光场不等式。这些结果对于研究由不确定或不可控数量的“粒子”组成的“宏观”系统的非经典性具有一定的意义。
2019-12-20 quant-ph
Optical squeezing for an optomechanical system without quantising the mechanical motion
在介观物体中见证量子性是量子技术和基础原因的重要里程碑。腔光学力学通过将高精度光学测量与机械振荡器相结合，提供了实现这一目标的理想系统。然而，只有当力学量子性的行为与振荡器的任何经典描述都不相容时，才能建立力学量子性。在明确考虑了经典和混合量子经典描述的光学机械系统，我们排除了压缩的光场作为这样的证人显示它也预测没有量化的机械振荡器。
2020-04-22 quant-ph
Toward Witnessing Molecular Exciton Entanglement from Spectroscopy
纠缠是量子力学的一个定义性特征，它可以成为工程和自然系统中的一种资源，但在实验中测量纠缠仍然是难以捉摸的，特别是对于大型化学系统。大多数实际的方法需要确定和测量一个合适的纠缠见证，它提供了一定程度的信息的纠缠结构的探测状态。量子精密测量的一个基本量是量子费舍尔信息（QFI），它是多体纠缠的严格证据，可以从某些状态的线性响应函数中评估。在这项工作中，我们探讨了从光谱测量的第一激发子空间的分子激子态的QFI。特别是，我们利用的事实是，在所有可能的驱动频率的弱电场的纯状态的线性响应编码的集体偶极矩在探测状态，这是一个有效的措施QFI的方差。所研究的系统包括分子二聚体、具有最近邻耦合的$N$ -位点线性聚集体和$N$ -位点圆形聚集体，所有这些都被建模为相互作用的量子比特的集合。我们的理论分析表明，在最亮的偶极允许本征态的集体偶极矩的方差是最大的QFI。第一激发子空间中的热平衡态的光学响应也是有效的QFI。测量的QFI为现实的线性染料聚集体的温度和充满活力的障碍，由于主机矩阵的静态变化的函数的理论预测表明，2至3-partite纠缠是可实现的。这一工作为利用超快泵浦探测实验测量分子激子的多体纠缠度奠定了基础。
2021-10-09 quant-ph
Efficient simulation scheme for a class of quantum optics experiments with non-negative Wigner representation
我们提供了一个方案，有效地模拟了广泛的一类量子光学实验。我们的高效模拟将连续变量Gottesman-Knill定理扩展到一大类非高斯混合态，从而确定这些非高斯态不是指数量子加速的有利资源。我们的研究结果还提供了一个操作动机的解释消极的非经典。我们将我们的方案应用到噪声单光子加热态的情况下，表明这类允许态具有正的Wigner函数，但负的P -函数，是不是有用的量子计算的资源状态。
2012-10-05 quant-ph
Experimental test of contextuality in quantum and classical systems
背景性被认为是非经典性的内在标志，是实现量子信息处理独特优势的重要资源。然而，最近有争论是否经典场也可能表现出语境性。在这里，我们实验配置的上下文测试的光场，采用各种定义的测量事件，并分析如何影响的定义出现的非经典相关性。单光子态是一种典型的非经典光场，在我们的系统中表现出了上下文性，而经典相干光场的上下文性则强烈依赖于测量事件的具体定义，这相当于过滤了输入态的非经典分量。我们的研究结果突出了测量事件的定义，以证明上下文的重要性，并链接的上下文相关性，以非经典定义的准概率在相空间。
2019-02-27 quant-ph
Wigner-function theory and decoherence of the quantum-injected optical parametric amplifier
最近的实验结果证明了量子叠加（MQS）的产生，涉及超过5 × 10^4的光子数，这显示出对损失的高弹性。为了全面分析去相干效应对量子注入光参量放大器（QIOPA）获得的多光子场的影响，我们从理论上研究了有耗条件下与这些态相关的Wigner函数的演化。认识到存在的负区域的W-表示作为非经典性的证据，我们集中我们的分析这一功能。与基于相干态的MQS的密切比较允许识别差异和类比。
2009-09-18 quant-ph
Linear-optical test of quantum contextuality with sequential measurements
National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, College of Engineering and Applied Sciences and School of Physics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、智能光学传感与操控重点实验室、工程与应用科学学院和物理学院、先进微结构协同创新中心）；Physics Department, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高等研究院物理系）；Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心、原子研究所、维也纳工业大学）；School of Quantum Physics and Matter, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基本科学研究院量子物理与物质学院）；Wallenberg Centre for Quantum Technology, Department of Microtechnology and Nanoscience, Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学微技术与纳米科学部瓦伦堡量子技术中心）
本文通过线性光学装置验证了Kochen-Specker情境性，利用单光子违反KCBS不等式，展示了顺序测量在量子情境性研究中的应用。
2026-05-18 quant-ph
Arbitrarily large violations of non-contextuality in single mode photon states with positive Wigner function
Banaszek，Wódkiewicz等人（\cite{Banaszek}，\cite{Chen}，\cite{Chen-Zhang}）令人惊讶地发现双模压缩真空可以以$\sqrt{2}$的因子违反Einstein-Bell定域性不等式，尽管该态具有正的Wigner函数。在这里，我使用更一般的格里森-科亨-斯佩克非语境性假设\cite{Gleason}来表达古典性。然后，我推导出嵌入在无限维连续变量希尔伯特空间中的$N$赝自旋的相关性的非上下文Bell不等式，并表明它们的最大可能量子破坏是由一个因子$2^{(N-1)/2}$。我找到了达到最大违反的量子态。我还表明，熟悉的位移压缩真空为一个单一的光学模式，它有一个积极的维格纳函数，可以违反一个因素$0.842 (\sqrt{2})^{N-1} $奇$N \geq 3$的不等式。任意大的非经典性意味着即使在单模光子态中实现伪自旋测量也可能在量子信息任务中提供与具有大$N$的纠缠$N$量子位系统类似的机会。
2019-03-28 quant-ph
Nonclassical light at exceptional points of a quantum PT-symmetric two-mode system
从非经典光产生的角度分析了一个具有增益和阻尼的双模光学宇称-时间（PT）对称系统，该系统由量子二次哈密顿量和附加的小类克尔非线性项描述.揭示了两种不同类型的（不）稳定的定态。其中之一的性质与半经典例外点的存在有关，即，奇异退化的非厄米哈密顿描述所研究的系统没有量子跳跃。对数负性，主压缩方差，和子散粒噪声光子数的相关性，被认为是纠缠和非经典量词的演变进行了分析，在近似的线性算子校正的经典解决方案。在振荡制度，特别是在和周围的异常点，大大提高了非线性相互作用，因此，所产生的光的非经典性确定合适的条件为非经典光的产生。阐明了在量子态演化过程中，不可避免地伴随着衰减和放大的量子涨落的作用。分析了系统在不同初始条件下的演化过程。
2019-10-23 quant-ph
Quantum non-Gaussianity from a large ensemble of single photon emitters
光的量子属性一直与非经典性联系在一起，即：e.到与相干态混合物的不相容性。量子光学的进展表明，这一特征不足以证明光的奇异行为。相反，量子非高斯性开始作为一种有前途和适用的性质出现，反映了适合量子协议的有趣的光状态。我们研究了一个新引入的量子非高斯性标准的层次结构，并预测这种属性可以观察到从许多单光子发射器发出的光，即使光经历现实的光学损失。它对比了Wigner函数的负性，这在实验平台上无法达到，损失超过50%。
2016-11-30 quant-ph
Quadrature coherence scale driven fast decoherence of bosonic quantum field states
对于玻色量子场的每一个态，我们引入了它的正交相干尺度（QCS），它的正交相干尺度范围的度量。在耦合到热浴下，纯度和QCS显示出在时间尺度上与QCS平方成反比地降低。因此，对退相干最脆弱的状态是那些远离对角线的正交相干态。我们进一步表明，一个大的QCS是难以测量的，因为它会引起小尺度的变化，在状态的维格纳函数。这两个观测结果意味着大的QCS构成了“宏观相干性”的标志。最后，我们将QCS与光学经典性联系起来：光学经典态具有小的QCS，而大的QCS意味着强的光学非经典性。
2020-03-11 quant-ph
Witnessing quantum correlations in a nuclear ensemble via an electron spin qubit
自旋相干系综与代理量子位的接口是一个有吸引力的平台，以创建多体相干和探测的集体激发制度。半导体量子点中的电子自旋量子位可以充当到由多个高自旋原子种类组成的量子点内的致密核自旋系综的这种界面。早期的工作已经表明，电子可以通过其平均场与总核极化的相互作用的统计，即其平均值和方差，来传递其核环境的性质。在这里，我们展示了一种方法来探测自旋状态的核合奏，利用其集体自旋激发的反应，使物种选择性重建超出平均场。对于光学制备的平均场的可访问范围，重建的人口表明，系综是在一个非热，相关的核状态。重建物种分辨极化的总和超过经典预测的三倍。这种明显的偏离来自于包含粒子间相干性的自旋系综，并作为纠缠见证证实了黑暗多体态的形成。
2021-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Metasurface-Based Dual-Basis Polarization Beam Splitter for efficient entanglement witnessing
基于元表面的双基极化光束分裂器实现高效纠缠验证，通过同时投影σ_z和σ_y基，提高量子通信中的测量效率。
2026-03-03 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Wigner function and photon number distribution of a superradiant state in semiconductor laser structures
对于量子态的可视化，基于Wigner函数的方法是非常有效的。零差探测已被广泛地用于获得许多热态、相干态和压缩态光场的密度矩阵、维格纳函数和层析重建。本文利用时域光学零差层析技术对半导体激光器结构中形成的非平衡超辐射相干电子-空穴态的飞秒光场进行了量子态识别和重建。我们观察到严重的偏离泊松统计的光子相干激光状态时，从激光到超辐射的转换发生。重建的维格纳函数显示出大面积的负值，这是非经典性的特征标志，表明所产生的超辐射发射的量子性质。SR态的光子数分布和Wigner函数与位移Fock态非常相似
2019-11-22 quant-ph
Quantum Behavior of Measurement Apparatus
我们第一次精确的量子行为的测量仪器的框架内通常的量子物理学的解释。我们展示了如何这样的行为也可以通过追溯对应于其响应的预测量状态来研究。我们翻译在这些状态的一些有趣的性质的行为的一个装置，如投影，保真度，非高斯字符，或非经典的测量进行这一个。我们还提出了一个实验程序，允许这些预先测量状态的光学探测器的层析成像。我们说明了这些新概念的测量的相关性，通过评估它们在量子光学中广泛使用的两个探测器：雪崩光电二极管和零差检测。
2010-05-31 quant-ph
Generation of Highly Pure Single-Photon State at Telecommunication Wavelength
具有良好发展的光通信技术和波导中的低损耗的电信波长对于量子应用是有利的。然而，在电信波长下的非经典态（称为非高斯态）的实验产生仍然不发达。在这里，我们产生高纯度的单光子态，最原始的非高斯态之一，通过使用一个光学参量振荡器和超导纳米带光子探测器的先驱计划。产生的单光子态的非经典性指标Wigner负性为$-0.228\pm0.004$，对应于单光子态的$85.1\pm0.7\%$，是所有波长处最小值的最佳记录。我们建立的量子光学技术可以很容易地应用于各种类型的量子态的产生，开辟了通信波长上连续变量量子信息处理的可能性。
2022-06-16 quant-ph
Dynamics of atom-field interaction inside a nonlinear Kerr-like medium filled optical cavity
该研究推导了含类Kerr介质和斯塔克位移的腔中两二能级原子与双模场系统的含时薛定谔方程解析解，分析了场的非经典特性与原子纠缠，明确了非线性作用和斯塔克位移对量子关联的关键影响。
2025-03-21 quant-ph
Can gravity mediate the transmission of quantum information?
Università di Camerino（卡梅里诺大学）；INFN, Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁加分部）；CNR-INO（意大利国家研究委员会光学研究所）
该研究通过引力诱导透明性实验，探索引力是否具有量子性质，提出利用高斯热衰减器通道实现量子通信
2026-03-10 gr-qc quant-ph
Foundations of Quantum Optics for Quantum Information: Crash Course on Nonclassical States and Quantum Correlations
Universidad de Antioquia（安蒂奥基亚大学）；TU Wien（维也纳科技大学）
本文介绍了量子光学基础，重点讲解非经典态与量子关联，通过理论与实验结合，为量子信息研究提供工具和方法。
2026-01-28 quant-ph
Linear optics schemes for entanglement distribution with realistic single-photon sources
我们研究了基于非局域光子减法的线性光学纠缠分配方案的操作时，不完美的单光子源产生的输入状态，表现出真空和多光子的贡献。现实的光子统计与多光子“尾巴”的根本不同的属性被认为是两个模型。第一个模型假设偶尔发射的双光子和线性衰减，而第二个是利用自发参数下转换的预示源的动机。我们发现的光子统计条件，保证在相关的量子比特子空间纠缠的产生，并比较它与经典的标准。我们还量化的纠缠，可以产生不完美的单光子源，优化设置参数，作为衡量纠缠的形成。最后，我们讨论了通过检验Bell不等式来验证所产生的纠缠。对两种方案进行了分析。第一种是已经建立的单光子方案，它在两个节点之间产生一个处于离域叠加态的光子，每个节点在输入端被馈送一个单光子。作为第二个方案，我们介绍和分析了一个线性光学模拟的鲁棒方案的基础上，原子系综发射的两个Stokes光子干涉，这不需要相稳定性之间的节点。
2014-09-24 quant-ph
Clearer visibility Hong-Ou-Mandel effect with correlation function based on rates rather than intensities
我们测试了在arXiv：1508.02368中提出的想法，这表明在量子光学中使用速率可以为具有未定义光子数的量子光场的状态带来更好的非经典性指标。通过速率，我们指的是给定探测器中记录的光子与实验中所有探测器中探测到的光子总数的比率。对于参数下转换场的Hong-Ou-Mandel效应，我们表明，通过使用两个探测器的关联函数，这是定义在测量速率的产品的平均值，而不是通常的强度，可以观察到非-经典的Vibrance超过$1/2$显着更高的泵浦速率。在这样的速率下，我们已经有了部分受激发射，这导致了多对产生的显著幅度，但新方法仍然允许清楚地看到非经典下降。
2017-03-07 quant-ph
