Dynamical decoupling with tailored waveplates for long distance communication using polarization qubits
利用动态解耦的方法研究了飞行偏振量子比特在光纤中传输时的退相效应。控制脉冲用沿单模光纤的实际长度适当放置的半波片来实现。有限宽度的波片上的偏振旋转的影响进行了建模，使用定制的折射率分布内的波片。我们表明，动态解耦是有效的，在保持输入量子比特状态的保真度接近1时，偏振量子比特受到随机双折射噪声在光纤中，以及由于有限的波片宽度的旋转缺陷（翻转角误差）。
2013-11-15 quant-ph
Atomic vapor quantum memory for a photonic polarization qubit
我们报道了一种用于光子极化量子比特的原子蒸气量子存储器的实验实现。极化量子比特的量子存储器的性能，实现了在两个空间上分离的温暖的铷原子在一个单一的蒸汽细胞的合奏电磁诱导的透明度，其特征在于与量子过程层析成像。在长达16 μs的存储时间内，工艺保真度优于0.91。
2010-11-25 quant-ph
A faithful solid-state spin-wave quantum memory for polarization qubits
偏振编码的量子比特在量子信息任务中特别有用，这是由于在单个空间和时间模式下容易传输、精确的量子比特操作和对退相干的高鲁棒性。偏振编码量子比特的可靠存储对于构建大规模量子网络至关重要。在这里，我们展示了一个忠实的量子存储器的光子偏振量子比特使用无噪声光子回波协议实现的稀土离子掺杂晶体（151 Eu 3+：Y2SiO5）。基于对Y2SiO5晶体2位151Eu3+离子的详细光谱研究，利用对两个正交偏振态提供近似均匀吸收的单片晶体实现了量子比特存储器。对于单光子级相干脉冲携带的量子比特的存储，获得了0.919（24）的过程保真度，这超过了使用经典的测量和准备策略可以实现的最大保真度。这种紧凑的器件将为构建长寿命的可移植量子存储器和基于存储器的量子网络提供有用的解决方案。
2022-04-13 quant-ph
Preparation of pure and mixed polarization qubits and the direct measurement of figures of merit
非经典联合测量可以极大地提高量子系统的某些品质因数的测量效率。我们使用这样的测量来确定偏振量子比特的特定品质因数，即纯度。在这个过程中，我们强调了一些微妙的共同方法，在量子光学产生退相干。
2006-11-20 quant-ph
Entanglement and teleportation between polarization and wave-like encodings of an optical qubit
光是各种量子信息处理和存储设备之间不可替代的通信手段。由于它们不同的物理性质，这些器件中的一些更强地耦合到量子光波的离散自由度，而一些耦合到量子光波的连续自由度。因此，希望开发一种技术能力来相互转换以这些自由度编码的量子信息。在这里，我们产生和表征的纠缠态之间的双轨（偏振编码）的单光子量子比特和量子比特编码为相反振幅的相干态的叠加。我们还展示了这种状态作为这些编码之间的量子信息接口资源的应用。特别是，我们展示了一个极化量子比特到一个自由传播的连续变量量子比特的隐形传态。
2017-12-29 quant-ph
Intrinsic upper bound on two-qubit polarization entanglement predetermined by pump polarization correlations in parametric down-conversion
我们研究了在参量下转换（PDC）的背景下，一个粒子的相关性如何转移到表现为两个粒子的相关性，在这个过程中，一个泵浦光子被湮灭，产生两个纠缠光子。我们的工作在偏振自由度，并表明，对于任何两个量子比特的产生过程，既保迹和熵不减，产生的两个量子比特状态$ρ$的并发$C(ρ)$遵循一个固有的上限与$C(ρ)\leq (1+P)/2$，其中$P$是泵浦光子的偏振度。我们还发现，对于限制为只有两个非零对角元素的双量子比特态，使得双量子比特态的有效维数与泵浦偏振态的维数相同，同时发生的上界是偏振度本身，即$C(ρ)\leq P$ .我们的工作表明，两粒子关联的最大表现形式纠缠是由一个粒子的相关性。在这项工作中开发的形式主义可以扩展到包括多粒子系统，因此可以对推导多粒子纠缠的上界，没有普遍接受的措施存在的重要影响。
2016-04-21 quant-ph
False qubits?: Polarization of light and Josephson junction
我们比较了两个物理系统：宏观光束的偏振自由度和“电荷量子位区”中的约瑟夫森结（JJ）。第一个系统显然不能携带真正的量子信息，我们表明，可以编码成两个光束的偏振的最大纠缠的尺度为1/（光子数）。讨论了JJ的两种理论，一种是基于平均场方法，另一种是基于“JJ-量子比特”的理论。后者似乎更合适，它意味着JJ系统在数学上本质上等价于用库珀对的数量代替光子数量的光束的偏振。现有的实验与“JJ-量子比特”图片和理论论据支持，相反，经典模型进行了简要讨论。弗兰克-赫兹型实验被认为是JJ性质的最终测试。
2006-11-29 quant-ph
Proof-of-principle demonstration of measurement-device-independent quantum key distribution using polarization qubits
我们进行了一个原理证明的演示测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）协议使用弱相干态和偏振编码量子比特在两个光纤链路的8.5公里。每个链接独立稳定对偏振漂移使用全偏振控制系统，采用两个波长复用的控制信道。一个基于线性光学的偏振贝尔状态分析仪被内置到中间站查理，它通过光纤链路连接到爱丽丝和鲍勃。利用诱饵态，计算出密钥生成速率的下限为1.04x10^-6比特/脉冲。
2013-11-12 quant-ph
Heralded Noiseless Amplification of a Photon Polarization Qubit
单模的非确定性无噪声放大可以规避放大量子信号的独特挑战，例如不可克隆定理和确定性量子态放大的最小噪声成本。然而，现有设备不适合放大基本光学量子信息载体，即跨两个光学模式相干编码的量子比特。在这里，我们构建了一个相干双模放大器，以展示第一个预示着无噪声线性放大的量子比特编码在一个光子的偏振态。在这样做的过程中，我们将现实量子比特信道的传输保真度提高了五倍。量子比特放大器有望扩展安全量子通信和其他量子信息科学技术协议的范围。
2012-08-29 quant-ph
Efficient faithful qubit transmission with frequency degree of freedom
我们提出了一个有效的忠实偏振态传输方案，利用频率自由度除了偏振和一个额外的量子比特准备在一个固定的偏振。对任意单光子偏振态进行概率保护，使其不受集体噪声的影响。在频率分束器和移频器的帮助下，我们的具有频率自由度的忠实量子比特传输方案的成功概率原则上可以达到1/2。
2009-08-16 quant-ph
Enhanced energy relaxation process of quantum memory coupled with a superconducting qubit
对于量子信息处理，每个物理系统对于实现具有不同的优势，因此从多个系统受益的混合系统将能够提供有希望的方法。一种常见的混合方法是将一个超导量子比特作为可控量子比特，另一个具有长相干时间的量子系统作为存储量子比特。超导量子比特使我们能够对量子态具有良好的可控性，而存储量子比特能够长时间存储信息。通过调节超导量子比特和存储量子比特之间的能量分裂，人们相信可以实现它们之间的选择性耦合。然而，我们已经证明，这种方法有一个根本的缺点，涉及能量泄漏的内存量子位。失谐的超导量子比特通常会受到严重的退相干的影响，这会导致从记忆量子比特到超导量子比特的非相干能量弛豫。我们还发现，这种能量输运可以解释为超导量子比特中的涨落引起的反量子芝诺效应的出现。我们还讨论了一种可能的解决方案，以避免这种能量弛豫过程，这是可行的现有技术。
2012-01-11 quant-ph
Dynamical Decoupling in Optical Fibers: Preserving Polarization Qubits from Birefringent Dephasing
量子计算中的主要挑战之一是保持量子系统的相干性以对抗环境的退相效应。例如，存储在光子偏振中的信息由于这种失相而迅速丢失，并且当试图通过通信信道传输在光子中编码的量子信息时，保留输入状态是至关重要的。我们提出了一个动态解耦序列，以保护光子量子比特从失相集成波片到光纤在指定的位置。我们模拟随机双折射噪声沿实际长度的光纤和研究保存的偏振量子比特，通过这种光纤增强Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）动态去耦。这种技术可以保持光子量子比特的相干性在高保真度，朝着实现可扩展的和有用的量子通信与光子量子比特的一步。
2013-07-19 quant-ph
Time-bin to Polarization Conversion of Ultrafast Photonic Qubits
量子信息在光子时间仓量子比特中的编码适合于长距离量子通信方案。在实践中，由于诸如检测器响应时间或共极化时间仓可以被切换的速度之类的技术约束，其他编码（例如极化）通常优选用于像状态检测这样的操作。在这里，我们提出了使用基于超快光学克尔快门的方法在偏振和时间仓编码之间进行量子比特转换，并在快门速度接近1 ps的情况下获得97%的效率和0.827+/-0.003的平均保真度。我们的演示描绘了混合和高速光量子网络的发展的基本要求。
2017-11-27 quant-ph
Generation of hybrid entanglement between a single-photon polarization qubit and a coherent state
我们提出了一个方案，在偏振基的单光子量子比特和相干态光之间产生纠缠。所需的资源是相干态的叠加，偏振纠缠光子对，分束器，位移操作，和四个光电探测器。即使当使用具有有限效率的实际检测器时，也可以以降低成功概率为代价通过调整分束器比率和位移幅度来获得任意高保真度。我们的分析表明，在现有技术下，使用低效率和可用资源状态的开关检测器可以获得高的分辨率。
2015-02-03 quant-ph
Quantum Storage of a Photonic Polarization Qubit in a Solid
我们报告的量子存储和检索的光子偏振量子比特到和出的固态存储设备。量子比特在单光子水平上用弱相干态实现，并使用原子频率梳方案在掺杂镨的晶体中存储500 ns，存储和检索效率为10%。我们用量子态层析技术表征了这种存储，发现当平均光子数μ =0.4时，所获得的量子比特的平均条件保真度超过95%。考虑到泊松统计和有限的存储效率，这明显高于经典基准，这证明我们的设备可以作为偏振量子比特的量子存储设备，即使用弱相干态进行测试。这些结果将固态量子存储器的存储能力扩展到偏振编码，偏振编码在量子信息科学中有着广泛的应用。
2012-01-20 quant-ph
Experimental asymmetric phase-covariant quantum cloning of polarization qubits
本文报道了$1 \to 2$非对称相位协变单光子偏振态克隆机的两种光学实现。实验装置结合了双光子干涉和可调偏振滤波，使我们能够控制克隆机的不对称性。第一个方案涉及一个特殊的不平衡体分束器，表现出不同的垂直和水平偏振分束比，分别。第二个实施方案包括一个平衡的光纤耦合器，光子聚束发生，其次是一个自由空间部分与偏振滤波器。通过这种后一种方法，我们能够证明非常高的克隆同源性，其高于通用克隆极限。
2008-10-15 quant-ph
On admissible memory kernels for random unitary qubit evolution
我们分析了记忆核方法中量子比特的随机幺正演化。我们提供了充分的条件，保证相应的内存内核产生物理合法的量子演化。有趣的是，我们能够恢复几个著名的例子，并产生新的类的非平凡量子位的演变。令人惊讶的是，我们的方法产生的记忆核量子演化产生了基于量子态的可重性的消失非马尔可夫度量。
2015-04-12 quant-ph
The effect of focusing on polarization qubits
当一个具有明确偏振和动量的光子通过聚焦装置时，这些性质不再是明确的。它们的损耗通过用3 × 3有效密度矩阵描述偏振来捕获。在这里，我们表明，有效的密度矩阵对应于实际的光电探测模型，我们提供了一个简单的公式来计算它的经典领域。此外，我们探讨了几个可能的实验结果的“纵向”项：限制单光子探测效率，偏振相关的原子跃迁率和量子信息处理的影响。
2005-04-26 quant-ph
Pairwise Entanglement and Local Polarization of Heisenberg Model
通过研究有限量子比特情形下的海森堡XX模型，讨论了基态的两两纠缠和局域极化。结果表明：基态是由总自旋最小为0（对偶数比特）或1/2（对奇数比特）的微态组成的，局域极化（LP）与微态在基态中的几率有密切关系，LP越强几率越小，相同的LP对应相同的几率，基态的两两纠缠在所有本征矢中最大.我们发现当量子比特数较小时，态的简并会降低两两纠缠度，奇偶量子比特链之间的纠缠度有很大的差别;当量子比特数较大时，量子比特数对两两纠缠度的影响消失，极限值约为0.3424。
2006-11-18 quant-ph
Heralded quantum memory for single-photon polarization qubits
我们提出了一个方案，实现了一个预示量子存储器的单光子偏振量子比特与一个单一的原子被困在一个光学腔。在该方案中，注入的光子只与原子交换量子态，因此通过探测输出光子就可以实现预先存储。我们还证明了该方案可用于实现远距离节点间的量子态传输、交换和纠缠分配。检测操作是否成功的能力对于实际应用至关重要。
2013-08-29 quant-ph
Bose-Einstein condensate as a quantum memory for a photonic polarization qubit
基于电磁感应透明的方案被用于在玻色-爱因斯坦凝聚体中存储光。在这个过程中，光子偏振量子比特被存储在原子塞曼态中。存储过程的性能被表征和优化。平均过程保真度为1.000 +/- 0.004。对于长的存储时间，磁场的时间波动降低了该值，产生1.1 +/- 0.2 ms的保真度的寿命。脉冲能量的写入-读取效率可以达到0.53 +/- 0.05。
2012-02-14 quant-ph
Implementations of quantum and classical gates with linear optical devices and photon number quantum non-demolition measurement for polarization encoded qubits
针对基于光学器件的量子计算机和量子通信系统的构建，本文提出了利用线性光学器件和光子数量子非破坏测量技术实现量子和经典hocTs门的可能方案，以及一种用于产生和分布二体纠缠态的光学装置。
2006-07-26 quant-ph
Transfer of single photon polarization states by two-channel continuous variable teleportation
两个正交单光子偏振态的叠加通常用作光学量子比特。如果通过连续变量量子隐形传态发送这样的量子比特，则由于不完美纠缠引起的量子比特状态的修改导致输出状态的平均光子数增加。这种效应可以解释为单光子输入的一次偶然的量子克隆。分析了单光子隐形传态的输出统计特性，并从偏振量子比特方程出发，推导出了传输和克隆量子比特的概率。
2005-11-22 quant-ph
Nanomechanical Quantum Memory for Superconducting Qubits
用于量子计算的许多协议需要量子存储器元件来存储量子位。我们讨论了在约瑟夫森结量子比特中制备的量子态可以存储在纳机电谐振器中，然后传输回结的精度。我们发现，存储操作的保真度取决于两个结谐振腔耦合强度和状态的位置上的布洛赫球。虽然我们特别关注大面积，电流偏置Josephson结相位量子位耦合到压电纳米机电盘谐振器的双模态，我们的许多结果将适用于其他量子位振荡器模型。
2004-10-04 quant-ph
On Preparing Entangled Pairs of Polarization Qubits in the Frequency Non-Degenerate Regime
讨论了基于双光子制备任意偏振态的量子晶体方案在实际应用中存在的问题。考虑了频散效应的影响，论证了即使在连续泵浦情况下，在频率非简并情况下进行群速度色散补偿的必要性。这种补偿的方法提出并实验实现。揭示了制备双光子态质量的物理限制。
2010-08-31 quant-ph
Transferring multiqubit entanglement onto memory qubits in a decoherence-free subspace
与以往的纠缠态制备方法不同，本文的工作重点是如何将制备好的纠缠态转移到记忆量子比特上，以防止它们的退相干。在这里，我们考虑一个物理系统组成的$n$操作量子位和$2n$存储量子位放置在一个腔或耦合到一个谐振器。提出了一种用于从操作量子比特（即，信息处理单元）到存储器量子位（即，具有长退相干时间的信息存储元件）。转移的GHZ态被编码在一个无退相干的子空间中，以抵抗集体退相，因此可以免受退相环境引起的退相干的影响。此外，状态转移过程与量子比特的数量无关，操作时间不随量子比特的数量而增加，并且状态转移不需要测量。该提议可以应用于大范围的混合量子位，诸如天然原子和人造原子（例如，各种固态量子位）。
2017-02-03 quant-ph
Long-lived qubit memory using atomic ions
在磁场B ~= 0.01194 T条件下，利用9 Be+原子离子量子比特的磁场无关超精细跃迁实现了一种稳健的量子存储.我们观察到，单个物理量子位存储器相干时间大于10秒，比以前的9 Be+实验提高了大约5个数量级。我们还观察到由两个纠缠物理量子比特组成的无消相干子空间逻辑量子比特的长相干时间，并讨论了每种量子比特的优点。
2005-04-11 quant-ph
Deterministic Controlled-NOT gate for single-photon two-qubit quantum logic
我们展示了一个鲁棒的单光子双量子比特量子逻辑的确定性线性光学控制非（CNOT）门的实现。偏振Sagnac干涉仪与嵌入式45 $^{\circ}$ -定向的鸽子棱镜用于使偏振控制量子位作用于相同光子的动量（空间）目标量子位。CNOT门不需要主动稳定，因为两个空间模式共享一个公共路径，并且它用于纠缠极化和动量量子位。
2004-05-03 quant-ph
Wavelength conversion for single-photon polarization qubits through continuous variable quantum teleportation
量子互联网通过光子通道连接远程量子处理器，这些处理器需要在长距离上交互和交换量子信号。然而，这些量子节点通常由量子系统组成，其发射的光子不适合长距离传输。因此，将量子波长转换技术应用于通信是基于光纤的长距离量子网络的关键。本文提出了一种基于连续变量量子隐形传态的单光子偏振量子比特波长转换器件，该器件可以在近红外（780/795 nm，适合与原子量子节点相互作用）和电信波长（1300-1500 nm，适合长距离传输）之间高效地转换量子比特。隐形传态使用纠缠光子源（即，非简并双模压缩态），其可以通过铷原子蒸气室中的四波混频产生，具有原子跃迁的金刚石配置。纠缠场可以以锁定相对相位的两个正交偏振发射，使它们特别适合与单光子偏振量子比特接口。我们的工作为实现长距离量子网络铺平了道路。
2021-05-11 quant-ph
Ascertaining the Values of $σ_x$, $σ_y$, and $σ_z$ of a Polarization Qubit
在1987年Vaidman、Aharonov和Albert的自旋回溯之谜中，人们面临的挑战是利用纠缠来确定自旋为1/2的粒子的$σ_x$、$σ_y$和$σ_z$的值。我们报告的实验实现的量子光学版本中，一个中间的偏振投影的结果推断利用单光子双量子位量子门。实验成功概率始终高于最佳单量子位策略的90.2%阈值，平均成功概率为95.6%。
2003-03-26 quant-ph
Direct access to the initial polarization of ${}^{13}C$ nuclei by measuring coherence evolution of an nitrogen-vacancy center spin qubit
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Fundamental Problems of Technology, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学基础技术学院理论物理研究所）；FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
通过测量氮空位中心自旋量子比特的相干演化，实现对${}^{13}C$核初始极化的直接获取，无需直接访问环境。
2026-02-23 quant-ph
Ultra-low-noise room-temperature quantum memory for polarization qubits
在这里，我们展示了一个超低噪声制度的操作在一个简单的量子存储器在温暖的Rb原子蒸气。通过模拟四能级室温原子的量子动力学，我们实现了单光子偏振量子比特的量子效率>90%，明显超过了利用非幺正存储效率的任何经典策略。这是第一次用室温设备跨越如此重要的阈值。此外，我们还展示了新的实验技术，能够产生接近统一的结晶度。我们的研究结果表明，简单，资源适中的实验室温度量子器件的潜力。
2017-06-04 quant-ph
Modeling Charge Noise in Superconducting Qubits Using Memory Multi-Fractional Brownian Motion
提出基于mmfBm的随机模型来刻画超导电荷量子比特的非平稳、长记忆电荷噪声，可复现退相干实验特征并深化对器件—环境相互作用的理解。
2025-07-27 quant-ph
Experimental realization of 105-qubit random access quantum memory
随机存取存储器是经典信息技术不可或缺的设备。与此类似，对于量子信息技术，期望具有随机存取量子存储器，该随机存取量子存储器具有许多存储器单元和对每个单元的可编程存取。我们报告了一个实验，该实验实现了宏观原子系综中210个存储单元携带的105个量子比特的随机存取量子存储器。我们展示了存储的光学量子位到这些存储器单元和他们的读出在可编程的时间由任意顺序的结晶度超过任何经典的界限。实验实现了多存储单元的随机存取量子存储器，并对其写入和读出进行了可编程控制，为量子存储器在量子通信、网络和计算等领域的应用迈出了重要的一步。
2019-04-23 quant-ph
Quantum storage of polarization qubits in birefringent and anisotropically absorbing materials
将量子信息编码成真正的单光子进行存储是基于量子中继器的长距离量子通信和光学量子信息处理的重要组成部分。然而，光子偏振量子比特的存储是复杂的，因为许多材料是双折射的，并且具有偏振相关的吸收。在这里，我们提出并证明了一个简单的方案，允许补偿这些偏振效应。该方案表明，使用一个固态量子存储器实现的合奏稀土离子掺杂到双轴硅酸钇（$Y_2SiO_5$）晶体。存储从经滤波的自发参量下转换源生成的预示的单光子，并且取回的偏振态的量子态层析成像揭示了$97.5 \pm 0.4%$的平均保真度，其显著高于利用测量和准备策略可实现的保真度。
2012-02-24 quant-ph
Precision Polarization Tuning for Light Shift Mitigation in Trapped-Ion Qubits
本研究通过精确调谐偏振，显著抑制囚禁离子量子比特的光移，使时钟量子比特相干时间提升百倍以上，塞曼量子比特提升十倍以上，推进可扩展量子处理器实现。
2025-04-28 quant-ph
Topological quantum memory interfacing atomic and superconducting qubits
我们提出了一种利用一维光晶格中的冷原子实现拓扑自旋量子比特的操纵方案。特别地，通过引入量子光电机械接口，我们能够首先将超导量子比特状态转移到原子量子比特状态，然后将其存储到拓扑自旋量子比特中。通过这种方式，可以为超导量子比特构造一个有效的拓扑量子存储器。因此，我们可以在这种混合架构中巩固拓扑量子比特的抗噪声性和超导量子比特的可扩展性的优点。
2016-02-22 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
Classical capacity of a qubit depolarizing memory channel with Markovian correlated noise
我们研究了一个遗忘量子存储信道的经典容量，该信道根据遍历马尔可夫链在两个量子比特去极化信道之间切换。该量子记忆通道的容量取决于两个去极化通道的参数和遍历马尔可夫链的记忆。当输入量子比特数为2时，我们证明了依赖于信道参数，最大纠缠输入态或乘积输入态都能达到经典容量。我们基于数值的猜想是，随着输入量子比特数的增加，经典容量接近所有参数值的乘积态容量。
2015-06-08 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
Cyclical Quantum Memory for Photonic Qubits
我们已经进行了一个原理验证实验，在该实验中，来自参数下转换源的单光子的偏振态中编码的量子比特被相干地存储并从量子存储器设备中读出。该存储设备利用了一个简单的自由空间存储循环，提供了一个可以与量子计算机的周期时间同步的周期性读出。通过使用高速偏振Sagnac干涉仪开关，在开关操作期间保持光子量子比特的相干性。
2002-07-08 quant-ph
Memory-built-in quantum teleportation with photonic and atomic qubits
量子隐形传态和光子量子比特的量子存储的结合是未来实现大规模量子通信和基于测量的量子计算的关键。这两个步骤已经在许多原理验证实验中分别实现，但光子量子比特的存储器内置隐形传态的演示仍然是一个实验挑战。在这里，我们展示了光子（飞行）和原子（静止）量子比特之间的隐形传态。在我们的实验中，一个未知的偏振态的单光子被传送到一个远程原子量子比特，也作为一个量子存储器超过7米。传送的状态可以存储并成功读出长达8微秒。除了基本的兴趣之外，光子和原子量子比特之间的隐形传态直接包含可读的量子存储器代表了迈向高效和可扩展的量子网络的一步。
2008-01-21 quant-ph
Self-error-rejecting photonic qubit transmission in polarization-spatial modes with linear optical elements
我们提出了一种新颖的自纠错光子量子比特传输方案，用于光子系统在集体噪声信道上传输的偏振态和空间态。在我们的方案中，我们使用简单的线性光学元件，包括半波片，50：50分束器，和偏振分束器，空间偏振模式转换到不同的时间仓。通过在不同的时间仓中使用后选择，对于单光子传输，获得未损坏状态的成功概率接近1/4，这不受噪声信道系数的影响。我们的自纠错传输方案可以推广到超纠缠N光子系统，并在实际的高容量量子通信与光子系统在两个自由度是有用的。
2018-04-03 quant-ph
Memory coherence of a sympathetically cooled trapped-ion qubit
我们证明了一个43 Ca+捕获离子的“记忆”量子位的交感冷却的40 Ca+“冷却剂”离子附近的两个轴向运动模式的基态，同时保持量子位的相干性。这是捕获离子量子计算机的重要组成部分。由于照射两种离子的冷却光，同位素位移足以抑制记忆量子位的退相干和相移。我们在10个边带冷却循环期间测量量子比特相干性，发现每个冷却循环的相干性损失为3.3%。该方法的自然极限是O（0.01%）失真每个冷却循环。
2008-10-06 quant-ph
Fiber-coupled broadband quantum memory for polarization-encoded photonic qubits
该研究提出一种光纤耦合环路-开关量子存储平台，测得约54%的直通效率及按0.5^(N+1)缩放的存储效率，验证了不同存储周期下超宽带偏振光子量子比特的高保真存储，为量子网络提供低损耗存储方案。
2025-05-15 quant-ph
Visually quantifying single-qubit quantum memory
本文提出半设备无关框架，利用信道椭球及其 Bloch 球几何体积可视化量化单量子比特量子存储器，并据此识别 non-EB 可靠信道。
2023-12-12 quant-ph
Quantum memory using a hybrid circuit with flux qubits and NV centers
我们提出了如何实现高保真的量子存储使用的混合量子结构，包括两个耦合的通量量子比特和氮空位中心系综（NVE）。其中一个通量量子位被认为是量子计算处理器，而NVE用作量子存储器。通过分离计算单元和存储单元，可以有效地消除量子计算过程对量子存储器的影响，从而可以高保真地实现计算量子比特的任意量子态的量子存储。此外，本提议对于系统参数的波动是鲁棒的，并且利用当前可用的技术在实验上可行。
2013-08-30 quant-ph
Quantum memory and quantum correlations of Majorana qubits used for magnetometry
我们解决了如何的拓扑量子比特的非局部性质，实现了由马约拉纳模式和外部磁场驱动，可以用来控制系统的非马尔可夫动力学。研究还表明，非局域特性在控制和保护Majorana量子比特之间的量子关联中起着关键作用。此外，我们还讨论了这些非局域量子比特如何帮助我们增强量子磁学。
2020-09-13 quant-ph
Integrated-optics heralded controlled-NOT gate for polarization-encoded qubits
集成光学技术的最新进展使光子学成为量子网络和量子计算协议的一个有前途的平台。集成光学电路的特点是器件占用空间小，具有无与伦比的固有干涉稳定性。在这里，我们利用飞秒激光写入波导的能力来处理偏振编码的量子比特，并提出了一个预示着控制非门芯片上的第一个实现。我们在计算基和叠加基下对该门的性能进行了评估，结果表明该门可以在两个光子之间产生偏振纠缠。通过集成器件的传输使用热膨胀芯光纤和在波导小平面处的热膨胀减小的模场直径来优化。该演示强调了集成量子门用于全光量子网络和量子中继器的可行性。
2018-02-21 quant-ph
Optical quantum memory for polarization qubits with V-type three-level atoms
研究了一种基于可控可逆非均匀加宽（CRIB）技术的V型三能级原子光量子存储方案。我们从理论上证明了存储和检索与系统的两个光学跃迁相互作用的弱光脉冲的可能性。该方案实现了一个量子存储器的偏振量子比特-一个单光子在任意偏振状态-而不需要两个空间上分离的两级介质，从而提供了实验的紧凑性克服了由于失配和不平等的效率，可以出现在空间上分离的存储器的限制的优点。原子水平之间的相对相位变化的影响，以及由于，例如，寄生电场和磁场的存在下的相位噪声进行了分析。
2011-12-28 quant-ph
Experimental inhibition of decoherence on flying qubits via bang-bang control
由于脉冲包络中不可避免地存在多个频率，消相干会显著影响光脉冲在色散介质中传播的偏振态。在这里，我们报告的抑制偏振退相干的环形腔中获得的光子量子比特的“bang-bang”的保护技术已经用于核自旋和核四极量子比特的适当重组。我们的结果表明，bang-bang控制可以有益地扩展到涉及飞行偏振量子比特的量子信息过程。
2009-07-07 quant-ph
Decoherence-protected memory for a single-photon qubit
在光子上编码的量子比特的长寿命，有效的存储和检索是未来量子网络的重要组成部分。虽然已经证明了具有固有的长相干时间的系统，但与有效的光-物质界面的结合仍然是一个突出的挑战。事实上，光子量子比特存储器的相干时间目前仅限于几毫秒。在这里，我们报告的量子位存储器的基础上耦合到一个高精细光学谐振腔的单原子。通过映射和重映射之间的量子比特用于轻物质接口的基础和基础，这是不太容易受到退相干，超过100毫秒的相干时间已被测量与时间无关的存储和检索效率为22%。这展示了第一个光子量子位存储器，其相干时间超过了在全球量子互联网中传送量子位所需的下限。
2017-12-11 quant-ph
Simulating generic single-qubit open-dynamics via polarization-frequency coupling in a photonic interferometer
University of Turku（图尔库大学）；Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）
提出利用开放马赫-曾德尔干涉仪中的单光子，通过双折射石英片诱导偏振-频率耦合，模拟任意单量子比特开放系统动力学，实现可控的布居与相干相互作用。
2026-07-03 quant-ph
Deterministic quantum state transfer from an electronic charge qubit to a photonic polarization qubit
基于先前提出的通过一对量子点的带内跃迁产生偏振纠缠微波的建议，我们展示了如何使用该设备将未知的单量子比特状态从电子电荷转移到光子偏振自由度。不需要后选择，这意味着量子态转移是确定性发生的。电荷量子比特的退相干导致转移态的保真度随着退相干速率的增加而非单调衰减。
2006-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
