Quantum key distribution based on mid-infrared and telecom band two-color entanglement source
针对现有星载自由空间QKD受太阳背景噪声限制仅能夜间运行的问题,制备了中红外与通信波段双色偏振纠缠光子源,验证了混合信道QKD原理,理论上可实现超500km自由空间加96km光纤的长距离传输,为全天时全球量子网络奠定基础。
2024-08-14 quant-ph
Ultrafast Measurement of Energy-Time Entanglement with an Optical Kerr Shutter
本文利用单模光纤中的光学克尔快门实现亚皮秒级能量-时间纠缠光子对关联测量,并结合联合光谱测量通过违反时间-带宽不等式验证纠缠。
2023-05-23 quant-ph
Optimal analysis of ultra broadband energy-time entanglement for high bit-rate dense wavelength division multiplexed quantum networks
我们展示了一个实验方法,用于测量能量-时间纠缠在近80 nm的光谱带宽在Single Shot与量子比特错误率低于0.5%。我们的方案是非常具有成本效益和有效的资源,因为它只采用一个源的纠缠光子和一个固定的不平衡干涉仪每个相位编码的分析基础。我们表明,当分析干涉仪适当不平衡时,可以得到最大的分析光谱带宽,这种策略可以直接应用于当今大多数基于能量-时间和时间仓纠缠的实验。因此,我们的计划有很大的潜力,提高比特率和减少资源开销的未来纠缠为基础的量子密钥分发系统。
2016-05-30 quant-ph
Quantum entanglement and Einstein-Podolsky-Rosen steering in ultrastrongly light-matter coupled system
本研究基于含公共热库的量子Hopfield模型提出高斯测量调控量子纠缠与EPR导向的方案,揭示不同耦合区关联来源,实现双向/单向EPR导向并分析热效应影响,为量子信息处理提供新思路。
2025-05-13 quant-ph
Entanglement generation in the ultra-strongly coupled Rabi model
我们分析了两个量子比特通过一个共同的玻色子场模(谐振器)相互作用的量子拉比模型的动力学,重点是最大纠缠贝尔态的产生和检测。考虑到量子比特和谐振腔模式之间的超强耦合,我们得到了该系统在慢量子比特(或简并)状态下的幺正动力学的解析结果,其中旋转波近似不再适用。我们还数值研究了超越慢量子位条件的动力学,以研究在不太严格的条件下模型的有效性。
2014-10-23 quant-ph
Frequency-Bin Entanglement of Ultra-Narrow Band Non-Degenerate Photon Pairs
我们证明了腔增强自发参量下转换产生的超窄带光子之间的频率仓纠缠。我们的源在广泛的非简并离散频率模式中产生光子对,其中一个光子与基于掺杂镨的晶体的量子存储材料共振,另一个光子在电信波长处。频率模式之间的相关性进行了分析,使用相位调制器和窄带滤波器检测前。我们展示了高可见度的频率模式之间的双光子干涉,使我们能够推断出模式的相干叠加。我们开发了一个模型描述的状态,我们创建和使用它来估计最佳的测量,以实现违反Clauser-Horne(CH)贝尔不等式在现实的假设。在这些条件下,我们进行了Bell检验,发现了CH不等式的显著违反,从而证明了光子的纠缠。最后,我们证明了与量子存储材料的兼容性,通过使用光谱孔在掺镨(Pr)晶体作为光谱滤波器测量高可见度的双光子干涉。这证明了将频率仓纠缠光子对与基于Pr的固态量子存储器相结合的可行性。
2017-07-10 quant-ph
Detection of entanglement in ultracold lattice gases
我们提出了利用量子偏振光谱来探测超冷原子在光晶格中的多粒子纠缠。这种方法,采用量子法拉第效应的光-物质界面的基础上,允许非破坏性的测量自旋-自旋相关。我们将其应用到一维自旋链的具体例子中,并利用超冷原子实验中容易测量的光信号重建其相图。有趣的是,同样的技术可以扩展到检测这样的系统中的量子多体纠缠。
2011-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultra-precise phase estimation without mode entanglement
South Ural State University (SUSU)(南乌拉尔国立大学)
本文提出了一种利用非经典光子特性实现超高精度相位估计的量子计量协议,通过CV态的确定性奇偶性而非模式纠缠来提高测量精度。
2026-03-10 quant-ph
Detection and engineering of spatial mode entanglement with ultra-cold bosons
本文提出了一种用于探测有限温度、相互作用的固定粒子数玻色气体的双模和多模空间纠缠的干涉方案。气体中是否存在纠缠,取决于空间不同区域之间是否存在单粒子约化密度矩阵。我们将该方案应用于简谐囚禁玻色子对的问题,结果表明,当纠缠随温度迅速减小时,在零温度下,所有的相互作用强度仍有相当大的纠缠量,因此,通过调节相互作用参数,可以改变许多空间模式之间的纠缠分布.
2009-08-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deviations from maximal entanglement for eigenstates of the Sachdev-Ye-Kitaev model
针对SYK模型的谱中间本征态,研究证明尺寸占系统恒定比例的子系统的纠缠熵与最大熵的偏差至少为一个正常数,明确了其与随机态纠缠熵的差异。
2024-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech hep-th
Entanglement like properties in Spin-Orbit Coupled Ultra Cold Atom and violation of Bell like Inequality
我们证明了最近在实验上合成的自旋-轨道耦合超冷玻色子原子的一般量子态(Y。J. Lin { \it等人},Nature,{ \bf 471},83,(2011))示出了运动自由度(动量)和内部自由度(超精细自旋)之间的纠缠。我们证明了对这种状态的类贝尔不等式(CHSH)的违反,这为验证基本原理提供了一个独特的机会,如量子非上下文性,用于验证空间上不分离的可观测量。详细分析了原子-激光系统产生的Rabi振荡及其对纠缠熵、Bell不等式违反等物理量的影响,并讨论了这一结果对用超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体等宏观量子对象检验量子非上下文性和Bell不等式违反的意义。
2015-03-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Particle-hole entanglement of ultracold atoms in an optical lattice
本文研究了一维光晶格中双组分玻色子原子的基态。通过在晶格一端的原子上施加外场,原子被传输并局域在该位置。然后在剩余的部位中创建孔。在这个过程中产生了粒子-空穴的叠加态。我们研究了晶格中两个不同部分原子之间的纠缠熵。在基态中产生了很大程度的粒子-空穴纠缠。粒子-空穴的量子关联可以用两格点宇称关联函数来探测。对低激发态激发态的输运性质进行了讨论。
2013-08-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultrafast Spin-Motion Entanglement and Interferometry with a Single Atom
我们报道了在小于3 ns的时间尺度内,单原子超精细自旋态与其运动态的纠缠。我们设计了一个短的强激光脉冲训练,以传递+/- 2毫巴k的自旋相关动量转移。利用动量反冲对,我们建立了一个原子干涉仪,并证明了自旋相干性的崩溃和复苏的运动波包分裂和重组。只有当第二次反冲延迟谐波陷阱周期的整数倍时,才会发生一对反冲后的复活,谐波陷阱周期是自旋与运动纠缠和解纠缠的标志。这种量子控制开启了原子量子比特中超快纠缠的新机制。
2013-02-14 physics.atom-ph quant-ph
An Optimal Polarization-Entanglement Source: Frequency-Converted SPDC with Degeneracy, Indistinguishability, and Ultra-High Purity Configurable Over a Large Spectral Range
基于纠缠的量子网络协议的建模和仿真通常假设完美的纠缠态。已经进行了一些调查,显示如何不完善导致协议的效率迅速恶化。对于由SPDC产生的偏振纠缠态,相位匹配的基本原理导致了一个权衡问题的状态的最佳属性。我们提出了一种新的SPDC方法,它绕过了权衡问题,并允许一个获得简并性,不变性,和预示的单光子光谱纯度大于99%的任何目标SPDC波长在可见光和近红外光谱。因此,我们的方法在原则上可以产生最佳的偏振纠缠态的偏振纠缠为基础的量子网络协议。
2022-06-24 physics.optics quant-ph
Pure State Entanglement Harvesting in Quantum Field Theory
真空态的量子场携带着无限大的量子纠缠,其纠缠熵具有紫外发散。真空纠缠的捕获方案已经被研究过,但目前效率还很低。效率低的主要原因是提取的纠缠嵌入在两个外部设备的混合态中。我们提出了一种从光场中提取纯态纠缠的高效协议。我们只使用场和外部设备之间的双线性相互作用。即使紫外截止仍然有限,该协议也能够提取大量的纠缠。因此,在连续极限下,在没有光场纠缠熵的紫外发散的情况下,实现了无限量的纠缠提取。在提取的纠缠和能量消耗之间存在一种权衡关系。
2018-08-06 hep-th quant-ph
Ultrafast optical control of entanglement between two quantum dot spins
两个量子比特之间的相互作用使纠缠成为可能,这种两粒子相关性是量子信息科学的核心。在半导体量子点中,许多工作集中在使用光学技术演示单自旋量子比特控制。然而,两个自旋量子比特的纠缠的光学控制仍然是从单个量子比特扩展到成熟的量子信息平台的主要挑战。在这里,我们将垂直堆叠量子点的进展与超快激光技术相结合,以实现对两个电子自旋纠缠态的光学控制。每个电子都在一个单独的InAs量子点中,自旋通过隧穿相互作用,其中隧穿速率决定了纠缠操作的执行速度。这里实现的双量子位门速度比其他系统快一个数量级。这些结果证明了光控量子点自旋在多量子比特系统中的可行性和优势。
2010-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement in dissipative dynamics of identical particles
全同质量粒子的纠缠最近引起了人们的注意,因为它与高度可控的系统(例如超冷气体)有关。它解释了模式而不是粒子之间的相关性,为量子信息提供了不同的范式。我们证明了几乎所有的状态的纠缠很少消失在噪声的存在下,并分析了最相关的超冷气体中的噪声:退相和粒子损失。随着粒子数的增加,纠缠的衰减可以由指数衰减变为代数衰减。
2013-11-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vacuum entanglement probes for ultra-cold atom systems
School of Mathematical Sciences, University of Nottingham(诺丁汉大学数学科学学院);University of Nottingham(诺丁汉大学);Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo(滑铁卢大学物理与天文学系);University of Waterloo(滑铁卢大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所);Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, University of Nottingham(诺丁汉大学量子非平衡系统数学与理论物理中心)
本研究通过非破坏性局域探针测量,将超冷原子系统中的非经典关联转移到脉冲激光束上,实现了对BEC纠缠的映射,并展示了激光可作为Unruh-DeWitt探测器用于BEC真空声子,同时建立了脉冲激光探针与有效相对论场相互作用的数学等价性,并分析了在超冷原子实验中实现该协议的潜力与障碍。
2026-06-02 gr-qc hep-th quant-ph
Gauge field in ultra-cold bipartite atoms
研究了纠缠和自旋-自旋碰撞对超冷原子中规范场的影响。计算并讨论了两个规范场。其中一个场来自于超冷原子中与空间相关的自旋-自旋碰撞,另一个场来自于通常的Born-Oppenheimer方法,该方法将两体问题中的质心运动和相对运动分离开来.绝热条件,导致本文的关键结果也提出和讨论。两个原子之间共享的纠缠被证明会影响原子的运动。在存在纠缠时,附加标量势消失,这与原子处于可分态的情况不同。
2006-03-25 cond-mat.other quant-ph
Ultra-broadband non-degenerate guided-wave bi-photon source in the near and mid-infrared
针对超快量子计量需求,提出基于Ti:LiNbO3波导的集成PDC光源,通过匹配群速度与消除群速度色散,产生了中心波长860nm与2800nm、带宽超25THz的宽带双光子,突破了体晶体亮度与色散工程限制。
2024-08-22 physics.optics quant-ph
Detecting the entanglement of vortices in ultracold bosons with artificial gauge fields
利用精确对角化方法研究了具有人工规范场的二维玻色-哈伯德模型中涡旋的纠缠。我们提出了一个有效的哈密顿量的自旋自旋之间的相互作用的漩涡负责这种纠缠,并表明纠缠可以检测通过量子干涉的玻色子在涡旋中心实现使用拉曼耦合和量子气体显微镜。涡心之间的强玻色相干性来源于涡核中的电荷密度波序。它对涡旋钉扎强度的大范围变化具有鲁棒性,相干玻色子可以看作是存储在系统基态的量子比特。我们的建议提供了一个可行的方案,量子存储器存储量子比特有用的量子计算。
2018-10-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Double-well ultracold-fermions computational microscopy: Wave-function anatomy of attractive-pairing and Wigner-molecule entanglement and natural orbitals
“自下而上”的费米子的多体物理的方法最近已经证明了精确的数量和站点解析的制备与可调谐的粒子间相互作用的单阱,SW,和双阱,DW,纳米尺度的约束通过操纵超冷费米子原子与光镊创建。这些实验模拟了一个模拟器映射到必要的微观哈密顿量,接近实现费曼的量子模拟器的愿景,“将做与自然完全相同的事情”。在这里,我们报告准确的基准配置相互作用计算显微镜解决方案的哈密顿量,揭示了光谱的演变,波函数解剖,和纠缠特性的相互作用费米子在整个参数范围内,包括交叉从SW到DW的限制和可控的能量不平衡之间的井。我们展示了吸引力的配对和形成排斥,高度相关,超冷维格纳分子,以及在自然轨道表示。与测量结果的一致性肯定了今后对超冷分子的深入了解,并打开了对纳米簇和凝聚态物质相和超冷原子量子信息的尺寸依赖性演化的访问。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum interference and entanglement in ultracold atom-exchange reactions
本研究在500 nK下研究2KRb→K₂+Rb₂反应,证明核自旋相干性在反应中完全保持,可生成纠缠产物,并可通过退相干控制产物分布。
2023-10-11 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Magnetization and the Concurrence of the Spin-1/2 Ising-Heisenberg Pyrochlore Ladder
我们在自旋为1/2的烧绿石边共享阶梯上建立了量子反铁磁Heisenberg-伊辛模型,以Heisenberg层内和Ising层间相互作用为候选,得到了磁化强度中坪和零坪、磁化率特征峰和热纠缠中坪.该模型是精确可解的,因此,所有的基本性质,如系统的热纠缠和磁性可以精确计算。通过传递矩阵技术和通过约化密度矩阵进行计算。在零和饱和值的一半处观察到磁化平台,并且磁化率表现出相关特征峰的清楚演示。该模型还显示了在低温下作为外部磁场的函数的热纠缠的中间平台。
2017-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el math-ph
Bright Coherent Ultrahigh Harmonics in the keV X-Ray Regime from Mid-Infrared Femtosecond Lasers
本文提出在高压气体中导引中红外飞秒激光,实现阶次超过 5000、覆盖至 1.6 keV 以上的明亮相干超高次谐波,并利用多大气压下的光束自约束增强 X 射线产额,为产生 2.5 阿秒脉冲提供新途径。
2024-03-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Azimuthal angular entanglement between decaying particles in ultra-peripheral ion collisions
Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室)
研究超外围离子碰撞中衰变粒子的方位角纠缠,通过比较经典与量子计算揭示多粒子纠缠的量子相关性。
2026-01-29 hep-ph nucl-ex nucl-th
Entanglement between two spatially separated atomic modes
在量子计算、量子模拟和量子精密测量领域中的现代量子技术需要产生和控制大的纠缠粒子系综。在中性原子的超冷集合体中,产生了包含数千个粒子的高度纠缠态,数量超过了任何其他物理系统的数量级。纠缠的产生依赖于相同粒子集合中基本的粒子交换对称性,这缺乏可明确定义的子系统之间纠缠的标准概念。在这里,我们提出了两个空间分离的云之间的纠缠产生分裂的超冷相同的粒子系综。由于云可以单独处理,我们的实验开辟了一条道路,利用不可区分的粒子的可用纠缠态的量子信息应用。
2017-08-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Eigenstate entanglement entropy in Bose-Hubbard models
J. Stefan Institute(约热·斯特凡研究所);University of Ljubljana(卢布尔雅那大学)
研究了玻色- Hubbard模型中简并态的纠缠熵,分析了弱 disorder 模型中粒子数守恒与非守恒情况下的体积律和 O(1) 贡献,发现破坏平移对称性不影响体积律系数。
2026-04-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Multipartite Entangled Spatial Modes of Ultracold Atoms Generated and Controlled by Quantum Measurement
研究表明,当探测到散射光时,测量反作用的影响导致囚禁在光晶格中的超冷原子产生多个多体空间模。多体模纠缠特性和它们的非平凡空间重叠可以通过在单个设置中调整光学几何来改变。这可以用来设计量子态和物质场的动力学。我们提供了多模广义的参数下转换,迪克,和其他国家的例子,调查这样的状态的纠缠特性,并显示它们如何可以转化为一类广义压缩态。此外,我们提出了如何使用这些模式来检测和测量量子气体中的纠缠。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph