Atom-Resonant Heralded Single Photons by Interaction-Free Measurement
我们证明了量子存储器的铷共振预示单光子的产生。光子对是通过腔增强下变频产生的，并通过一种新型的基于原子的滤波器将带宽缩小到7 MHz，该滤波器通过“无相互作用测量”原理工作。至少94%的预言光子是原子共振的，这一点通过铷蒸气的直接吸收测量得到了证明。预示的自相关测量示出了$g_c^{(2)}(0)=0.040 \pm 0.012$，即，相对于相干态，多光子贡献被抑制25倍。所产生的先驱光子可以很容易地用于量子存储器和量子网络。
2011-02-02 quant-ph
Efficient quantum memory for heralded single photons generated by cavity-enhanced spontaneous parametric downconversion
我们将自发参量下转换（SPDC）晶体和冷原子系综连接起来，通过偏振编码的单光子量子比特实现了高效的量子存储。具体地说，窄带预示单光子从腔增强SPDC源存储使用冷原子系综，与~70%的存储和检索效率和~10 $μ$ s的存储时间在50%的效率。为了防止存储后的退化，我们还操纵单光子波的轮廓，使恢复的非经典性质的单光子被保存。另一方面，双轨存储用于存储偏振编码的量子比特，存储后飞行量子比特的校正保真度达到~ 97%。这些结果为大规模量子网络铺平了道路。
2020-11-30 physics.atom-ph quant-ph
Classical model of quantum interferometry tests of macrorealism
宏观实在论是许多（但不是全部）古典体系的一个特征。例如，众所周知，经典光可以违反Leggett-Garg不等式，因此拒绝宏观实在论的解释。最近的一项实验使用纠缠光和负测量来证明宏观现实主义的无漏洞测试[PRX Quantum $\mathbf{3}$，010307（2022）]。本文表明，这样一个实验，而健全的拒绝宏观现实主义，但可能是开放的经典解释。这是通过提供一个明确的经典模型预示着光子检测的光干涉仪与光束阻断器。模型的数值分析表明，与实验观察和局部现实主义和拒绝宏观现实主义的一致性。
2022-12-06 quant-ph
Ultra-fast Hong-Ou-Mandel interferometry via temporal filtering
自发参量下转换（SPDC）产生的先驱单光子（HSP）是实现各种光子量子信息处理的有用资源。给定需要多个HSP的大规模实验，期望通过抑制高阶对的产生来提高生成速率。其中一个有希望的方法是使用具有GHz级重复率的泵浦激光器。然而，在如此高的重复频率下，单光子探测器只能部分识别脉冲。因此，我们开发了一个简单的模型来考虑对光谱纯度的影响，并通过实验证明了由SPDC产生的两个独立的HSP与3.2 GHz重复率锁模泵浦脉冲之间的高可见度Hong-Ou-Mandel干涉。观测到的0.88（3）的能见度与我们的理论模型符合得很好。
2021-10-27 quant-ph
Heralded single-photon source based on superpositions of squeezed states
本文提出将仅含特定偶数光子数态的反向压缩态叠加注入分束器以构建预告式单光子源，并利用单模压缩态与交叉Kerr非线性实现该叠加，显著提升单光子发射概率。
2024-05-18 quant-ph
Enhanced heralded single-photon source with a photon-number-resolving parallel superconducting nanowire single-photon detector
本文利用高效光子数可分辨超导纳米线单光子探测器过滤多光子预告事件，显著降低预告单光子源的二阶关联函数或提高预告率，并实现单探测器精确表征光源性能。
2022-10-28 quant-ph
Enhanced resolution chirped-pulse interferometry
本文提出利用非线性啁啾激光脉冲将CPI分辨率提升至2倍以上，从而消除量子干涉仪在色散消除干涉测量中的优势。
2025-05-08 quant-ph
Remote temporal wavepacket narrowing
量子通信和时钟同步协议可以通过仔细准备所产生的光子的波包来显着增强。根据发表在[Optica，4，84（2017）]中的理论提议，我们实验证明了一个预示着单光子的远程时间波包变窄的效果。它是利用时间分辨的方法对与其频率纠缠的先行光子进行测量。我们还研究了最佳光子对源的特性，最大限度地减少预示波包宽度。
2017-11-16 quant-ph
General and complete description of temporal photon correlations in cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion
单光子源是光量子技术应用中最常用的光源。有强烈的需求，准确预测其光谱特征和时间相关性与不断增加的精度。这是特别重要的内在随机光子对产生过程中预示的来源。在这里，我们提出了一个完整的理论描述的时间相关的信号空闲，信号信号和信号信号空闲的连续波泵浦腔增强自发参量下转换产生的光子的重合。该理论很好地预测了测量，这已经在我们的设置中实验证实，利用单光子探测器具有高的时间分辨率。这使我们能够解决和分析的多光子关联函数非常详细。
2020-07-23 quant-ph
Experimental Quantum Enhanced Optical Interferometry
光量子干涉测量是量子精密测量最古老的例子，它是量子技术的源头。最初的压缩态方案现在是最新版本的引力波探测器的重要组成部分，并且已经提出了各种其他用途。进一步的量子增强方案，从SU（1，1）干涉仪到双光束相关干涉术，也已经达到了原理实验的证明阶段，扩大了实验量子干涉术的领域，并为从普朗克尺度信号搜索到小效应检测的进一步应用铺平了道路。在本文中，我介绍这些实验成果，描述他们的方案，优点，应用和可能的进一步发展。
2021-01-08 quant-ph
Narrowband heralded single photons via Bragg grating inscription in germanium-doped photonic crystal fiber
University of Bath（巴斯大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；ORCA Computing Ltd（ORCA计算有限公司）
通过在掺锗光子晶体光纤中刻写布拉格光栅，实现窄带单光子源，适用于量子存储器耦合和异构量子比特接口。
2026-03-10 quant-ph
Enhanced optical communication and broadband sub-shot-noise interferometry with a stable free-running periodically-poled-KTiOPO4 squeezer
利用周期性极化的KTiOPO4（PPKTP）晶体构建了一种本征稳定的I型光学参量振荡器，以产生稳定的明亮、连续波、宽带相位压缩光束。在20 MHz压缩带宽内，对微弱电光调制信号的光干涉测量灵敏度提高了3.2 dB。这也实现了超过相干光通信的信道容量增加。
2007-06-06 quant-ph
Truncated nonlinear interferometry for quantum enhanced atomic force microscopy
近年来，用非线性放大器代替马赫-曾德尔干涉仪中的分束器进行量子增强相位测量的非线性干涉仪引起了越来越多的兴趣，但基于非线性干涉测量的实用量子传感器仍然是一个突出的挑战。在这里，我们展示了第一个实际应用的非线性干涉测量的原子力显微镜微悬臂梁的位移与量子噪声降低高达3 dB以下的标准量子极限，对应于量子增强测量的光束位移的$\mathrm{1.7~fm/\sqrt{Hz}}$。此外，我们展示了如何最大限度地减少光子反作用噪声，同时利用量子噪声降低转导的悬臂梁位移信号与弱压缩状态，同时使用双零差检测与更高的功率本地振荡器。这种方法提供了一条通往量子增强宽带，高速扫描探针显微镜的道路。
2019-12-22 quant-ph
Heralded Optical Entanglement Generation via the Graph Picture of Linear Quantum Networks
本研究提出了线性量子网络中预示减法算符到线性光学算符的转换规则，通过图景方法简化了多体纠缠态的预示方案设计，并实现了GHZ态、W态及其叠加态的新型或增强生成方案。
2024-12-17 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
Quantum Storage of Frequency-Multiplexed Heralded Single Photons
我们报道了集成激光写入稀土掺杂波导中的频率复用单光子的量子存储。单光子包含15个离散的频率模式，间隔为261 MHz，跨度为4 GHz。它是从通过腔增强自发下转换产生的非简并光子对获得的，其中预告光子在电信波长处，预告光子在606 nm处。利用原子频率梳（AFC）方案，通过在晶体的非均匀加宽内创建多个梳，将频率多模光子存储在掺杂镨的波导中。由于AFC方案的固有时间多模态性，每个频谱仓包括9个时间模式，使得存储的模式的总数约为130。我们证明了这种存储保留了单光子的非经典特性及其归一化的频谱。
2019-02-18 quant-ph
Phase-noise protection in quantum-enhanced differential interferometry
双传感器耦合差分干涉测量是在强相位噪声环境下进行精密测量的一种有效方法。然而，DI仅使用经典资源进行研究和实现。在这里，我们推广的情况下纠缠探测态的差分干涉理论。我们证明，对于完全相关的干涉仪和任意大的相位噪声的存在下，子散粒噪声的灵敏度-海森堡极限-仍然是可能的一类特殊的纠缠态在理想的无损方案。这些态属于无退相干的子空间，在这个子空间中纠缠被被动地保护。我们的工作为充分利用纠缠在强相位噪声下的精确测量铺平了道路。
2014-09-05 quant-ph
Quantum-enhanced interferometry with asymmetric beam splitters
本文研究了非对称分束器双光路干涉测量中的相位灵敏度问题。在这里，我们提出的透射比和相位的分束器的最佳条件，以获得最高的灵敏度为一般类的非经典状态的宇称对称性。此外，我们还讨论了相干态与加光子或减光子压缩真空态的组合方案是否比最著名的相干态与压缩真空态的组合方案更好或更差这一有争议的问题。
2020-01-02 quant-ph
Quantum Storage of Heralded Single Photons in a Praseodymium Doped Crystal
我们报告的实验表明，预示单光子存储在Pr $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$晶体的长寿命集体光学原子激发的可逆映射。利用腔增强的自发下转换源产生宽非简并窄带（$\approx 2\,\mathrm{MHz}$）光子对。其频率与电信光纤兼容的闲频光子用于预示与Pr $^{3+}$跃迁兼容的信号光子的产生。使用原子频率梳协议存储和检索信号光子。我们展示了存储时间高达$4.5\,\mathrm{μs}$，同时保留非经典的预示和检索的光子之间的相关性。这比以前在固态设备中实现的时间长20倍以上，并且在理想地适合于扩展到自旋波存储的系统中实现。
2014-03-13 quant-ph
Optimal Conventional Measurements for Quantum-Enhanced Interferometry
在干涉测量中，要达到相位估计的基本精度极限的一个主要障碍是最佳测量的识别和实现。在这里，我们证明，这可以通过使用三个传统的测量与贝叶斯估计技术之间的干涉仪。通过明确计算Fisher信息，获得了这些测量值达到精密度限值的条件。值得注意的是，这些条件在大多数干涉实验中自然满足。我们将我们的结果应用到原子光谱实验中，研究了双轴反扭曲态受探测噪声影响时相位灵敏度的鲁棒性。
2016-11-22 quant-ph
Mode engineering for realistic quantum-enhanced interferometry
量子精密测量通过利用用于感测的物理系统的集体量子叠加来克服标准精度限制，其中非经典多光子状态的突出示例改进了干涉测量技术。然而，实际的量子增强干涉测量法容易受到诸如干涉光子的部分可分辨性的缺陷的影响。在这里，我们介绍了一种方法，适当的设计输入光子的模态结构可以减轻有害影响所造成的另一个，实验上无法访问的自由度。这一结果是伴随着一个实验室的演示，一个合适的选择空间模式结合位置分辨符合检测恢复纠缠增强的精度在一个现实的双光子马赫-曾德尔干涉仪的整个操作范围内，特别是在一个点，否则甚至没有达到散粒噪声限制，由于存在的残余区分信息的光谱自由度。我们的方法突出了工程多模物理系统在计量应用中的潜力。
2016-05-04 quant-ph
Fock state interferometry for quantum enhanced phase discrimination
我们研究了Fock态干涉术，它由一个马赫-曾德尔干涉仪组成，该干涉仪具有两个Fock态输入和两个输出处的光子数分辨检测。我们表明，它允许歧视的一个离散的先验已知的光学相移的错误概率低于什么是可行的与经典技术下的平均光子数约束。我们比较它的性能与最佳量子探针的M进制相位歧视，这不像我们的探针，是很难准备。我们的技术还允许从一个越来越小的零误差概率在理想条件下，一个功能不可能实现使用经典的探测光零相移。最后，我们描述了一个应用程序的量子读取与二进制相位编码的内存像素。
2021-02-13 quant-ph
Quantum limits in optical interferometry
光的非经典态在提高光学干涉实验的性能方面有着广泛的应用，引力波探测器就是一个很好的例子。尽管如此，退相干的存在大大阻碍了量子增强协议的性能。在这篇综述中，我们总结了量子精密测量的发展，特别侧重于光学干涉测量，并推导出基本的界限，可实现的量子增强精度的光学干涉测量考虑到最相关的退相干过程，包括：相位扩散，损失和不完善的干涉可见度。我们介绍了所有必要的工具，量子光学以及量子估计理论所需的范围。我们还讨论了实际的可达性的界限推导和应力，特别是量子增强干涉测量技术正在实施的现代引力波探测器接近最佳的。
2018-08-16 quant-ph
Optimal Quantum-Enhanced Interferometry
我们分析了干涉仪的相位灵敏度的最终界限，给定的约束，即输入到干涉仪的初始50：50分束器$B$的状态是两个输入模式的乘积状态。需要一个乘积态是一个自然的限制：如果允许将任意的纠缠双模态$|Ξ\rangle$输入到分束器，通常可以很容易地将态$B|Ξ\rangle$直接输入到分束器之后的两个模中，从而使分束器变得不必要。我们找到一个固定的光子数和一个固定的平均光子数的最佳状态。
2014-09-16 quant-ph
Enhanced signal-to-noise ratio in Hanbury Brown Twiss interferometry by parametric amplification
提出了利用汉伯里布朗Twiss（HBT）干涉仪观测恒星星光的强度相关来测量恒星角直径的方法。由于从恒星到达探测器的光的强度非常弱，人们通常不能得到一个可行的信噪比。提出了一种改进的HBT干涉方案，在系统中引入光参量放大器，对相关信号进行放大，并利用放大后的相关信号计算角直径。使用光学参量放大器，信噪比可以提高到400%。
2017-12-07 quant-ph
Matters Arising: Entanglement-enhanced matter-wave interferometry in a high-finesse cavity
本文针对2022年《Nature》上一篇声称利用700个原子纠缠实现超出标准量子极限3.4 dB灵敏度的物质波干涉测量研究提出商榷，指出其结论错误，实际灵敏度比声称值至少差39倍，未超出标准量子极限也未超过单原子水平。
2023-05-03 quant-ph
Experimental investigation of the role of spatial correlations in optical integration with heralded single photons
本文通过实验探究预报单光子光学集成过程中光子空间关联的作用，发现关联特性影响图像特征捕获效果，且该方案与DQC1模型相似，具备无纠缠场景下量子增强信息处理的潜力。
2025-11-14 physics.optics quant-ph
Automated discovery of high-probability heralded schemes for path-entangled states
University of Tübingen（蒂宾根大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
研究光子纠缠态实际产生受限问题，利用AI技术发现用于路径纠缠态的预示线性光学方案，形成可扩展族，包含已知结构且有改进，为多光子纠缠研究提供理论进展和实验途径。
2026-07-29 quant-ph
Effects of Systematic Error on Quantum-Enhanced Atom Interferometry
本文系统研究了态制备误差对量子增强原子干涉测量的影响，比较了 TAT、OAT 和 TNT 方案在不同量子态区域的鲁棒性，并指出传统单参数无偏估计量并非总是最优。
2024-10-01 quant-ph
Quantum-enhanced interferometry by entanglement-assisted rejection of environmental noise
利用光的量子态照明可以改善在诸如损耗、噪声和失相等严重不利条件下的传感和测量任务。先前的结果表明，实现给定精度所需的测量次数略有减少。在这里，我们比较了三种照明策略，估计在嘈杂的，有损干涉仪的相对相位。当包括一个共同的相位波动的噪声过程中，我们表明，使用纠缠探针实现了参数估计精度的优势，尺度与纠缠模式的数量。这项工作提供了一个理论基础，在实验上具有挑战性的条件下，使用高度多模纠缠态的光的实际测量任务。
2021-10-14 quant-ph
Quantum storage and manipulation of heralded single photons in atomic quantum memories
我们展示了在基于电磁感应透明的原子量子存储器中，来自腔增强自发参量下转换（SPDC）源的窄带预示单光子的存储和操纵。我们发现，非经典的相关性之间的预示和检索的光子存储过程后保存。通过在反演过程中改变耦合场的强度，我们进一步证明了单光子的波形或带宽可以被操纵，甚至可以增强光子对之间的非经典关联。与以前的工作不同，我们的SPDC源是单模的频率，这不仅减少了实验的复杂性所产生的外部滤波，但也增加了有用的光子产生率。我们的结果可以很容易地放大，从而为未来实现大规模应用在量子信息处理奠定了基础。
2019-07-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
BARFI-Q: Quantum-Enhanced Block Attention Residual Fusion Framework for Multivariate Time-Series Forecasting in Atom Interferometry
Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学科学与工程学院量子计算中心）；School of Computing, Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术大学计算机学院）
本文提出BARFI-Q框架，通过量子特征映射模块和自适应残差聚合，提升原子干涉仪多变量时间序列预测的准确性与鲁棒性。
2026-05-06 quant-ph
Quantum-enhanced SU(1,1) interferometry via a Fock state
本文用相位平均法导出了以任意态和Fock态为输入的SU（1，1）干涉仪的量子费舍尔信息的一般表达式。我们的结果表明，无论任意态的具体形式如何，都可以获得相同的量子费舍尔信息。然后，我们解析地证明了当估计相位位于最佳工作点时，宇称测量可以饱和量子克拉美-罗界。出于实际的考虑，我们研究了任意态为相干态或热态时的相位灵敏度。我们进一步表明，Fock状态确实可以提高相位灵敏度的限制内的总平均光子数的干涉仪。
2021-05-09 quant-ph
Theory of quantum-enhanced interferometry with general Markovian light sources
University of Washington（华盛顿大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）
针对一般马尔可夫量子光源，本文提出通过追踪内部动力学高效计算发射光子 QFI 的框架，并给出实现最优测量的非线性与线性光学条件。
2025-09-01 quant-ph
Cavity-enhanced induced coherence without induced emission
本研究开展理论探索，将腔增强自发参量下转换与ZWM干涉测量结合，利用单共振光学参量振荡器产生窄带单光子，窄化光子带宽并提升相干性与光子对产生效率，填补相关理论空白，推动量子密码等领域应用发展。
2024-08-13 quant-ph
Twin beam quantum-enhanced correlated interferometry for testing fundamental physics
量子精密测量涉及提高仪器的分辨率，否则会受到散粒噪声的限制，因此它是实现科学突破的有希望的途径。当量子增强与几个设备之间的相关技术相结合时，这种优势可能更加引人注目。在这里，我们提出并实现了一个相关干涉方案，利用两个独立的干涉仪中注入的二分量子相关态。该方案在检测两个设备之间可能相关/不相关的微弱信号方面优于经典类似物。我们还比较了它的灵敏度与获得的一对两个独立的压缩模式，每个解决一个干涉仪，用于检测相关的随机信号在MHz频带。作为更简单的解决方案，它最终可能会应用于基础物理测试，例如，寻找普朗克尺度理论预测的效应。
2020-06-23 quant-ph
Practically Enhanced Hyperentanglement Concentration for Polarization-spatial Hyperentangled Bell States with Linear Optics and Common Single-photon Detectors
提出利用线性光学和普通单光子探测器浓缩偏振-空间超纠缠贝尔态的预告式超纠缠浓缩协议，通过引入时间延迟自由度实现准确预告且无需后选择或光子数可分辨探测器，并允许失败状态回收以提高成功率。
2023-04-01 quant-ph
Quantum limit of precision for phase estimation in squeezing-enhanced interferometry with a single-mode readout
Institute for Quantum Optics, Ulm University（乌尔姆大学量子光学研究所）
单模读出的 squeezing 增强干涉仪在相位估计中达到量子极限，通过计算混合量子态的 Fisher 信息证明其最优性。
2026-07-15 quant-ph
Enhanced quantum metrology with robust multipass interferometry
University of Sussex（萨塞克斯大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LIP6（LIP6实验室）
本文提出将小型抗损耗纠缠态与多通干涉测量结合的混合策略，解决大尺寸纠缠态的实验挑战，可实现测量精度显著提升，且现有技术可验证其性能增益。
2026-09-02 quant-ph
Dual-Pump Approach to Photon-Pair Generation: Demonstration of Enhanced Characterization and Engineering Capabilities
实验研究了两束不同激光脉冲通过自发四波混频产生光子对。我们发现双抽运技术带来了新的能力：1）一种新的表征方法，可以直接从原始光子计数测量中测量噪声贡献、光源亮度和光子收集效率; 2）增强了在纯量子态中产生预示的单光子的能力;以及3）即使在存在噪声的情况下，也能够从光子数统计的测量导出预示光子量子态纯度的上界和下界。这样的特性在量子应用的光子对源中是非常有价值的。
2019-06-22 physics.optics quant-ph
Enhanced nonlinear interferometry via seeding
我们分析了一个非线性干涉仪，也被称为SU（1，1）干涉仪，在存在内部损失和低效的检测器。为了克服这些限制，我们考虑播种的干涉仪的输入模式之一，无论是一个数态或相干态的效果。我们推导出的干涉可见度，对比度，相位灵敏度，和信噪比的解析表达式，并显示出显着的增强，在所有这些数量作为播种光子数的函数。例如，我们预测，即使在大量的损失和非常低效的检测器的存在下，我们可以实现相同的量子限制的相位灵敏度的非种子的非线性干涉仪的种子与几十个光子。此外，当干涉仪在低增益制度下工作时，我们没有观察到数量或相干播种状态之间的差异，这使得用衰减激光播种成为可能。我们的研究结果扩展了在现实实验条件下量子成像，计量学和光谱学领域的非线性干涉测量能力。
2022-09-26 quant-ph
Finite-energy Gottesman-Kitaev-Preskill state-enhanced optical interferometry
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (IUCAA)（天文与天体物理大学间中心）；Poornaprajna Institute of Scientific Research（普尔纳普拉贾科学研究学院）
本文分析有限能量GKP态增强的SU(2)和SU(1,1)干涉仪，证明宽包络GKP态在损耗下优于压缩真空，但低光子数时压缩真空更优，并给出QFI估计方法。
2026-09-10 quant-ph
$1/N^2$ Precision Interferometry with Collectively Enhanced Atomic Mirror
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文提出一种无需纠缠态制备的量子干涉测量方法，利用集体增强原子镜实现$1/N^2$精度，超越海森堡极限，具有抗位移和耦合杂乱的优势。
2026-03-30 quant-ph
Information recycling beam-splitters for atom-interferometry with enhanced sensitivity
我们提出了一个方案，以显着提高原子干涉测量的灵敏度与玻色-爱因斯坦凝聚体。当使用双光子拉曼跃迁将凝聚体分裂成两个模式时，关于其中一个模式中原子数量的一些信息被转移到其中一个光学模式。我们引入一个简单的模型来描述这个过程，并发现，通过处理这些信息以适当的方式，原子干涉的灵敏度可以提高10倍以上的现实参数。
2013-02-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Enhanced interferometry using squeezed thermal states and even or odd states
本文导出了马赫-曾德尔干涉仪的量子费舍尔信息的一般表达式，端口输入为\emph{arbitrary}纯态和压缩热态。我们发现，标准的量子极限可以被击败，当偶数或奇数状态被施加到纯态端口。特别地，当压缩热态变成热态时，对于给定的光子数，所有的偶数或奇数态具有相同的量子费舍尔信息。对于压缩热态，需要最佳的偶态或奇态来接近海森堡极限。作为例子，我们考虑了几种常见的奇偶态：Fock态、奇偶相干态、压缩真空态和单光子减压缩真空态。我们还证明了通过对这些态进行宇称测量可以实现超精度测量。
2014-05-10 quant-ph
Nonlinear Interferometry for Quantum-Enhanced Measurements of Multiphoton Absorption
本文提出将多光子吸收体置于不平衡非线性干涉仪中，通过最优压缩态将多光子截面估计灵敏度随光子通量的功率标度提高一个数量级，并证明该方法对光子损失具有鲁棒性。
2022-09-05 quant-ph
Spin Squeezing of a Bose-Einstein Condensate via Quantum Non-Demolition Measurement for Quantum-Enhanced Atom Interferometry
本文从理论上研究了利用量子非破坏测量来提高玻色凝聚原子干涉测量的灵敏度。特别是，我们关心的是提高现有的高精度原子干涉仪设备，因此限制自己稀释原子样品，并使用自由传播光，或光学腔在弱耦合制度。我们找到了最佳的参数制度，自旋压缩和原子损失之间的平衡，并发现显着改善灵敏度是可能的。最后，我们考虑使用压缩光，并表明这可以进一步提高灵敏度。
2020-05-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase magnification by two-axis countertwisting for detection noise robust interferometry
纠缠增强的原子干涉术具有超越标准量子极限并最终达到海森堡极限的潜力。然而，实验进展受到各种技术噪声源的阻碍，包括输出量子态检测中的噪声。检测噪声的影响可以在很大程度上通过利用回波方案来克服，其中在干涉仪序列之后重复产生纠缠的相互作用。在这里，我们提出了一个回声协议，使用两个轴的反扭曲作为主要的非线性相互作用。我们证明了该计划是强大的检测噪声和它的性能优于已经证明的单轴扭转回波计划。特别是，灵敏度保持海森堡标度在一个大的粒子数的限制。最后，我们表明，该协议可以实现与旋量玻色-爱因斯坦凝聚体。因此，我们的研究结果概述了一个现实的方法来减轻量子增强干涉测量中的检测噪声。
2018-05-02 quant-ph
Optimal quantum-enhanced interferometry using a laser power source
我们考虑一个由激光（相干态）驱动的干涉仪，并提出以下问题：为了优化干涉仪的相位灵敏度，在给定该状态可以携带的平均光子数的约束下，注入第二个输入端口的最佳状态是什么？这是高灵敏度干涉测量的实际问题。我们通过考虑这种设置的量子Cram{é}r-Rao界来回答这个问题。答案是压缩真空。
2013-10-28 gr-qc quant-ph
On-chip low loss heralded source of pure single photons
许多光子量子增强技术的实验实现的一个关键障碍是缺乏纯量子态的单光子的低损耗源。我们展示了一个很有前途的解决方案：在二氧化硅光子芯片中通过自发四波混频产生预示的单光子。由于低损耗源与光纤的有效耦合，实现了40%的预示效率，对应于占检测器性能的80%的制备效率。单光子纯度为0.86的测量从源数统计没有过滤，并通过直接测量的联合光谱强度确认。我们计算，类似的高预示纯度输出可以从可见光电信光谱区使用这种方法。片上二氧化硅源可以直接应用于采用二氧化硅光子学的广泛的单光子量子光学应用中。
2013-04-29 physics.optics quant-ph
All-fibre multiplexed source of high-purity heralded single photons
基于自发光子对产生的单光子源使量子光学的开创性实验成为可能。然而，它们的非确定性是扩大光子和混合量子增强技术的瓶颈。此外，光子对通常被发射到许多相关的频率模式中，从而在预示时产生不期望的混合状态。在这里，我们提出了一个完整的光纤集成预示着单光子源，同时解决这两个困难。我们使用主动开关提供了一个路径，确定性操作多路复用单独的自发源，和色散工程，以尽量减少高纯度的单光子产生的频率相关性。所有的基本元素--具有色散控制、波长隔离、光学延迟和快速开关的非线性材料--都被集成在一个低损耗的无损耗封装中，这预示着电信单模光纤中的光子。我们的研究结果表明，一个可扩展的方法，提供纯单光子直接进入导波光子器件。
2016-03-20 physics.optics quant-ph
Generation of heralded optical `Schroedinger cat' states by photon-addition
本文首次实验实现通过光子加法从压缩真空态产生光学“薛定谔猫”态，速率超8.5×10^4计数/秒，保真度超80%，为量子信息处理提供新资源。
2023-06-22 quant-ph
Exploring the limits of multiplexed photon-pair sources for the preparation of pure single-photon states
基于非线性光学的当前预示单光子源以概率方式操作。为了构建基于单光子使用的量子增强器件，需要紧凑、交钥匙和确定性的源。一种可能的解决方案是多路复用多个源以增加单光子产生概率，并且这样做减少了从独立源同时递送大量光子的等待时间。先前已经表明，在理想情况下，17个多路复用源允许确定性地产生预示的单光子[Christ和Silberhorn，Phys.Rev.A85，023829（2012）]。在这里，我们扩展这种分析，包括探测器的效率低下和光子损失的一些多路复用源使用各种不同的探测器预示的不良影响。我们比较了这些系统的固定信噪比，以允许直接比较的性能，为现实世界预示的单光子源。
2014-09-08 quant-ph
Protecting Heralded Single Photons Generated from Double-$Λ$ Biphoton Sources with Doppler-Broadened Atomic Media
本研究针对热原子双-$\Lambda$自发四波混频双光子源，发现预示单光子产生速率、预示概率等指标显著提升，提出新理论框架，并实验证明信噪比提高4.8倍，与晶体或芯片源性能相当。
2025-02-10 quant-ph
