Extrinsic orbital angular momentum of entangled photon-pairs in spontaneous parametric down-conversion
从描述自发参量下转换的光学非线性过程的标准哈密顿量出发，理论上证明了由于空间对称性破缺，产生的纠缠光子对在第二类情形下的相对运动自由度上携带不可忽略的轨道角动量.我们还表明，这些自由度中的光子对携带的轨道角动量在传统测量方案中无法检测到，这需要开发新技术进行进一步的实验研究。
2008-10-07 quant-ph
Time-bin modulated polarization-entangled biphotons from cavity-enhanced down-conversion
我们在II型相位匹配的双极化KTiOPO_4（PPKTP）晶体中通过腔增强下转换产生了一种新的双光子态。通过引入弱腔内双折射，利用信号光子和闲频光子到达时间的差异，实现了偏振纠缠输出在单重态和三重态之间的调制。这种腔增强的双光子源是光谱明亮，产生的单模光纤耦合符合率为0.7对/秒每mW的泵浦功率每MHz的下变频带宽。这种新颖的双光子特性可用于腔内弱双折射的灵敏测量。
2006-05-10 quant-ph
Frequency Conversion of Entangled State
分析了输入信号光束为纠缠光束一半的光腔中和频过程的量子特性。计算结果表明，在腔内非线性光学相互作用过程中，信号光频率转换后，其量子特性仍能保持。变频后的输出信号光与保留的另一半初始纠缠光仍处于纠缠态。计算了量子关联谱以及关联谱随和频腔初始压缩因子、光损耗和泵浦功率的变化关系。该系统可用于量子通信网络，计算结果可为实验系统的设计提供直接参考。
2006-03-01 quant-ph
The biaxial nonlinear crystal BiB3O6 as a polarization entangled photon source using non-collinear type-II parametric down-conversion
我们描述了双轴非线性晶体BiB 3 O 6（BiBO）作为偏振纠缠光子源使用非共线II型参量下转换的充分表征。我们考虑了晶体设计的相关参数，如切割角，光子的偏振，有效的非线性，空间和时间的走离，晶体厚度和泵浦激光带宽的影响。实验结果显示纠缠产生高速率和比较研究β-BaB 2 O 4（BBO）晶体，以及。将偏振纠缠光子源的下转换晶体从BBO改变为BiBO提高了产生速率，就好像泵浦功率增加了三倍以上。这种改进是目前需要的多光子纠缠态的产生。
2011-10-06 quant-ph
Photon-number entangled states generation model with stimulated parametric down conversion
讨论了受激非线性参量下转换过程中光子数纠缠态的产生过程，建立了描述纠缠态产生的简单模型，不涉及传统的参量近似。在两模强关联的情况下，求解了抽运和双模出射场系统的运动方程，得到了所产生的模的状态参数的演化。对特定类型的光子数纠缠态的解进行了简要分析。
2008-07-08 quant-ph
Large-Alphabet Time-Frequency Entangled Quantum Key Distribution by means of Time-to-Frequency Conversion
提出了一种新的时频量子密钥分发（TFQKD）方案。该方案使用频谱检测和相位调制，使测量的时间基础上，通过时间到频率的转换。这使得大字母编码可以用真实的组件来实现。一个一般的安全性分析与分箱测量TFQKD揭示了一个密切的联系与有限维QKD协议，并使暗计数的安全密钥大小的影响进行分析。
2013-05-04 quant-ph
Two Polarization Entangled Sources from the Same Semiconductor Chip
在单片芯片上产生光子的非经典态，如偏振纠缠态，是实现量子计算和量子密钥分发等光量子信息处理的重要一步。在这里，我们展示了两个偏振纠缠光子源在一个单片半导体波导。第一个源是通过同时利用两个自发参量下转换（SPDC）过程，即0型和I型SPDC过程。该芯片还可以通过II型SPDC过程产生偏振纠缠光子，从而能够在同一设备中产生共偏振和交叉偏振纠缠光子。在这两种情况下，偏振纠缠直接在芯片上产生，而不使用任何片外补偿，干涉或带通滤波。这使得能够利用相同的泵浦源同时直接地、基于芯片地生成贝尔状态$(|H,H\rangle+|V,V\rangle)/\sqrt{2}$和$(|H,V\rangle+|V,H\rangle)/\sqrt{2}$。此外，基于化合物半导体，该芯片可以直接与自己的泵浦激光器集成。这项技术开创了一个独立的、集成的、电泵浦的、室温偏振纠缠光子源的时代。
2015-11-06 quant-ph
Inefficiency and classical communication bounds for conversion between partially entangled pure bipartite states
我们得到的低效率和经典的通信成本之间的稀释两项二分纯态的部分纠缠的下限。我们首先使用Lo-Popescu协议计算纠缠稀释的允许误差和经典通信成本之间的显式关系，然后考虑从单态到该协议的两阶段稀释，然后使用一些未知的协议进行部分纠缠态之间的转换。将经典通信的下界和Harrow-Lo和Hayden-Winter的低效率应用于这个两阶段协议，我们推导出未知协议的界。此外，我们推导出类似的（但宽松）一般纯态的界限。
2006-07-20 quant-ph
Polarization-entangled photon generation by a semiconductor quantum dot coupled to a cavity interacting with external fields
我们从理论上研究了利用嵌入微腔中的半导体量子点产生偏振纠缠光子。在两个正交圆偏振激光场的作用下，可以产生纠缠态。量子点纳米结构被认为是一个四能级系统（基态、双激子态和双激子态），理论研究依赖于修饰态方案。研究了量子点系统中双激子结合能、特征跃迁的退相干时间、腔的品质因数和外加场强等重要参数对量子关联的影响.
2014-04-07 quant-ph
Azimuthal distinguishability of entangled photons generated in spontaneous parametric down-conversion
我们的实验表明，在下转换锥的不同部分中产生的成对光子，当一些相互作用的波表现出坡印廷矢量走离，携带不同的空间相关性，因此，不同程度的空间纠缠。这被证明是与理论结果一致。我们还讨论了这种方位角区分信息的下转换锥是相关的量子源的实施，旨在在其他自由度，如偏振纠缠的产生。
2007-09-21 quant-ph
Spatiotemporal correlations in entangled photons generated by spontaneous parametric down conversion
在基于自发参量下转换（SPDC）产生纠缠光子的大多数配置中，所产生的光子对需要仅在一个自由度上纠缠。应抑制来自表征光子的其他自由度的任何区别信息，以避免与感兴趣的自由度相关。然而，这种抑制并不总是可能的。在这里，我们展示了可用的频率信息如何影响空间中双光子态的纯度，揭示了频率和空间自由度之间的相关性。在计算光子之间的纠缠总量时，应该考虑这种相关性。
2008-09-19 quant-ph
Two independent photon pairs versus four-photon entangled states in parametric down conversion
我们研究了在脉冲泵浦场作用下自发参量下转换产生的四光子态的物理性质。在光子的相干时间t_c比泵浦脉冲的持续时间Δ t短得多的极限中，四个光子可以被描述为两个独立的对。在相反的极限下，四个光子处于四粒子纠缠态。任何中间情况都可以用单个参数chi来表征，该参数是t_c/Delta t的函数。我们提出了一个直接测量气通过一个简单的实验装置。并给出了完整的理论分析。
2003-10-28 quant-ph
Conversion of entangled states with nitrogen-vacancy centers coupled to microtoroidal resonators
我们提出了通过单光子输入输出过程和交叉克尔非线性效应将三光子、四光子和五光子GHZ态分别转换为具有氮空位（N-V）中心的$W$态或Dicke态的有效方案.对于三光子和五光子的情况，通过迭代转换过程可以提高总的成功概率，而对于四光子GHZ态到$W$态的转换不需要迭代。可行性分析表明，该方案在目前的实验技术条件下是可行的。
2017-10-17 quant-ph
High-dimensional maximally entangled photon pairs in parametric down-conversion
针对无限OAM基矢高维子空间中难以直接生成最大纠缠态的问题，提出同时利用泵浦光束空间分布和晶体非线性轮廓的方法，无需额外空间滤波即可生成最大纠缠态，并以d=3和d=5为例进行了演示。
2024-09-27 quant-ph
Engineering multipartite entangled states in doubly pumped parametric down-conversion processes
研究了在两个非共线光模驱动下，$χ^{(2) } $介质中光参量下转换产生的量子态。分析表明，出现多部，即3或4部，纠缠态的一个子集的时空模式的过程中产生的。这些出现在背景荧光的亮点，提供了一个有趣的类比最近观察到的现象，在二维非线性光子晶体。我们研究了两个现实的设置：i）周期性极化钽酸锂平板中的非临界相位匹配，其特征在于热点之间的3模纠缠态。ii）在β-硼酸钡晶体中的I型设置，其中可以利用两个泵之间的空间走离来过渡到四方纠缠态。在这两种情况下，我们表明，可以通过调制两个泵浦波的相对强度来控制状态的属性，使该设备成为量子态工程的通用工具。
2020-11-19 quant-ph
Conservation and entanglement of Hermite-Gaussian modes in parametric down-conversion
我们发现，在自发参量下转换中，泵浦光的角谱向双光子态的转移使得纠缠厄米-高斯模的产生成为可能。我们推导了双光子态的解析表达式，并证明了下转换厄米-高斯场的奇偶性和阶数都受到限制。利用这些结果，我们证明了双光子态确实在厄米-高斯模中纠缠。我们提出了创建一阶厄米-高斯模最大纠缠贝尔态和非最大纠缠纯态的实验方法。
2005-02-22 quant-ph
Semiconductor devices for entangled photon pair generation: a review
纠缠是量子力学系统最迷人的特性之一;当两个粒子纠缠时，测量其中一个粒子的特性可以立即知道另一个粒子的特性，无论它们之间的距离如何。在复杂的实验装置上进行量子力学基础的基础研究的同时，我们今天帮助量子信息技术的萌芽，这些技术必将利用纠缠来实现各种各样的应用，如安全通信，计量学和计算。在正在研究的不同物理系统中，涉及光子组件的系统可能发挥核心作用，在这种情况下，半导体材料在微型芯片中集成几个量子组件方面表现出巨大的潜力。本文综述了发射纠缠光子的半导体器件的最新进展。我们将介绍允许产生纠缠的物理过程和表征它的工具;我们将概述过去几年的主要最新成果，并强调未来发展的前景。
2017-02-28 quant-ph
Implementing controlled-NOT gate based on free spin qubits with semiconductor quantum-dot array
基于半导体量子点中的电子自旋作为量子比特，在固体纳米结构中构造了一种新的量子控制非门（CNOT），而无需借助自旋-自旋相互作用。利用单电子隧穿技术和相干量子点元胞自动机结构产生辅助电荷纠缠态。利用辅助电荷纠缠态作为中间态，我们得到了一个自旋纠缠态，并设计了一个仅利用单自旋旋转的CNOT门。
2007-08-19 quant-ph
Hypothesis testing for an entangled state produced by spontaneous parametric down conversion
纠缠态的产生和表征是量子信息处理中的关键问题。提出了一种纠缠态的假设检验方案。提出了三种设计来测试自发参量下转换产生的纠缠光子态。测量矢量之间的时间分配考虑了产生的光子态与最大纠缠态的各向异性偏离。根据观察数据的p值对设计进行评价。实验表明，在符合和反符合测量向量之间的最佳时间分配改善了纠缠测试。通过优化反符合向量之间的时间分配，实验证明了进一步的改进。通过对实验数据的分析，验证了采用最优时间分配设计的纠缠实验的优越性。
2006-08-02 quant-ph
Quantum Phase Estimation with Entangled Photons produced by Parametric Down Conversion
我们探讨了双光束的参数下转换精密测量所提供的优势。即使在损耗下，这些二分量子态的对称性也表明，监视发散光束之间的相关性允许对任何破环效应（例如光纤双折射）进行高精度推断。我们表明，纠缠的数量不是这样的仪器的关键特征。在无损设置中，仅使用光子计数就可以在最终的“海森堡”极限处缩放精度。即使光子损失接近100%的精度是散粒噪声有限的，我们确定量子和经典精度之间的交叉点作为检测到的通量的函数。预测的超敏反应证明了贝叶斯模拟。
2010-03-01 quant-ph
Quantum optical frequency up-conversion for polarisation entangled qubits: towards interconnected quantum information devices
实现全球量子网络需要结合不同量子系统的各自优势来执行通用任务，特别是使用飞行和静止量子位。然而，在不同系统之间相干地传输量子信息是具有挑战性的，因为它们通常具有不同的性质，特别是在操作波长和波包方面。为了规避量子光子系统的这个问题，我们展示了一种偏振保持量子频率转换设备，其中电信波长的光子被转换为近红外，在该近红外处，各种量子存储器工作。我们的设备基本上是免费的噪音，我们证明通过近乎完美的单光子状态转移断层扫描和观察转换后的高保真纠缠。此外，我们的导波设置是强大的，紧凑的，很容易适应其他波长。因此，这种方法代表了有利地连接基于光和物质的量子信息系统的主要构建块。
2019-07-23 quant-ph
Deterministic Local Conversion of Incomparable States by Collective LOCC
确定性LOCC下纯二体纠缠态的不可比性是一个非常奇怪的现象。通过集体LOCC，我们找到了两种可能的方法来获得与给定输入态无法比拟的所需纯纠缠态。第一种是通过低维的最大纠缠态提供一些纯纠缠或使用更少量的纠缠，第二种是通过两个单独不可比的对的集体操作。令人惊讶的是，我们能够从有限个$2\times 2$纯纠缠态中仅通过确定性LOCC实现任意施密特秩的最大纠缠态。通过上述过程，我们为状态不可比的$3\times3$系统的情形提供了一般理论，其中不可比性似乎是最困难的。
2005-06-24 quant-ph
Spontaneous down conversion in metal-dielectric interface - a possible source of polarization-entangled photons
研究了激光斜入射时金属-介质界面的自发下转换现象。在这种情况下，如果使用对应于用于产生的等离子体的Kretschmann配置的激发角，则可以以高效率产生偏振纠缠表面等离子体激元对。如果使用适当的纳米结构的金属膜，允许直接激发表面等离子体激元并满足它们与所产生的表面等离子体激元的相位匹配条件，则可以进一步提高效率。
2014-06-09 physics.optics quant-ph
Entangled Photon Pair Generator via Biexciton-Exciton Cascade in Semiconductor Quantum Dots and its Simulation
TUM School of Computation, Information and Technology Technical University of Munich (TUM)（慕尼黑工业大学计算、信息与技术学院）
本文提出利用半导体量子点中的Biexciton-Exciton级联机制生成纠缠光子对，并通过数学和软件方法进行模拟，适用于多组件量子光学实验的框架，支持多种激发策略的模拟。
2026-03-11 quant-ph
Emission of OAM entangled photon pairs in a nonlinear ring fiber utilizing spontaneous parametric down-conversion
我们提出在热致非线性极化石英光纤中通过自发参量下转换产生光子对。光子直接在光学角动量的本征态中产生。一对光子可以在这些状态以及频率上纠缠。我们确定合适的空间和偏振模式，提供一个有效的非线性相互作用。通过改变抽运光场的性质，可以得到窄带和宽带下转换光场。
2014-09-30 physics.optics quant-ph
Entangled-Photon Generation from Parametric Down-Conversion in Media with Inhomogeneous Nonlinearity
本文提出并实验验证了二阶非线性介质中的第二类自发参量下转换（SPDC）理论。作为一个特殊的情况下，我们探讨从SPDC产生的级联的两个散装晶体分离的空气间隙中的干涉效应。发现偏振量子干涉图案随两个晶体之间的间距强烈变化。这被发现是一个合作的效果，由于两种机制：分离晶体和时空效应所产生的横波矢量列入介质的色散。这些效应为控制SPDC中产生的量子态提供了两种伴随的途径。我们希望这些结果是感兴趣的量子技术的发展和周期性变化的非线性材料中的SPDC的产生。
2001-12-21 quant-ph
The formation of entangled Schrödinger cat-like states in the process of spontaneous parametric down-conversion
Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫数学研究所）
本文研究了在自发参量下转换中生成纠缠的薛定谔猫态，通过全量子化处理揭示了非高斯特性及干涉图案，展示了在非耗散和耗散情况下显著的压缩和超泊松统计，证实了泵浦量子化在非退化情况下生成更高维纠缠结构。
2026-01-21 quant-ph
Photon pair generation via down-conversion in III-V semiconductor microrings: modal dispersion and quasi-phase matching
本文研究III-V族半导体微环谐振器利用准相位匹配和模态色散实现高效自发参量下转换，给出双光子波函数解析表达式并表征压缩态，证明简单微环结构即可实现高转换效率，有望实现非高斯态的确定性生成。
2025-02-10 quant-ph
Entanglement formation and violation of Bell's inequality with a semiconductor single photon source
我们报道了利用量子点单光子源、线性光学器件和光电探测器产生偏振纠缠光子。观察到两个独立产生的光子违反了贝尔不等式。重建了描述后选择光子对偏振态的密度矩阵，并与由已知单光子源参数预测纠缠质量的简单模型相吻合.我们的方案提供了一种方法，每个周期产生不超过一个纠缠光子对，一个有用的功能，以提高量子密码协议使用纠缠光子。
2003-05-09 quant-ph
Optomechanical control of mode conversion in a hybrid semiconductor microcavity containing a quantum dot
量子通信系统和量子网络的未来在很大程度上依赖于基于固态平台制造和相干控制光子在不同模式之间转换的能力。在这项工作中，我们提出了一个方案，并从理论上研究了利用两个光耦合的混合半导体微腔包含一个量子点（QD）的光学机械控制相干模式转换的光子。其中一个微腔由外部激光器泵浦，第二个腔由嵌入在分离两个微腔的界面中的QD发射的光驱动。半导体微腔可以使用分布式布拉格反射器（DBR）制造，并且可以制成可移动的。我们已经证明，在适当的条件下，光子模式转换效率可以相干操纵的光机械模式。
2019-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement and nonclassicality in four-mode Gaussian states generated via parametric down-conversion and frequency up-conversion
以真空为初始态，分析了在参量下转换和频率上转换两个同时发生的非线性过程中产生的四模高斯态的多体纠缠和非经典性.找到了产生高纠缠态的合适条件，并提出了纠缠从下转换模到上转换模的转移。整个状态集的分析表明，子散粒噪声强度之间的相关性的相等填充的下转换模式，以及相等填充的上转换模式，唯一地识别纠缠态。他们代表了一个强大的纠缠标识符，也在其他情况下，任意填充模式。
2016-09-23 quant-ph
Bounds and optimisation of orbital angular momentum bandwidths within parametric down-conversion systems
通过自发参量下转换制备的轨道角动量高维纠缠态的测量可以分为两个独立的阶段：产生阶段和检测阶段。给定一定数量的生成模式，测量模式的数量由测量装置确定。我们推导出一个简单的产生和检测参数和测量纠缠模的数量之间的关系。
2012-08-01 quant-ph
Multi-qubit production in spontaneous parametric down conversion
我们提出了一种新颖而简单的方法，通过自发参量下转换产生多个纠缠光子对。我们已经开发了高斯掩模细分泵浦光束通过非线性介质之前。通过这种方式，我们能够观察到同时分离的具有空间重叠的下转换发射锥。我们采用的技术可以用来大大增加纠缠光子系统的自发参量下转换产生的维数，提供更大的可扩展性，光学量子计算比以前探索。
2021-05-11 quant-ph
Ring-shaped spectra of parametric down-conversion and entangled photons that never meet
我们报告的观察一个不寻常的类型的参数下转换。当共线简并辐射处于群速度色散的反常范围内时，其光谱在角度和波长上都受到限制。从精确共线-简并相位匹配的失谐导致了波长-角谱的环形，这表明了一种新的光子对时空相干和纠缠。通过在角度和波长上施加以特定方式变化的相位，可以获得纠缠光子对的有趣状态，其中两个光子永远不会在同一时间处于同一点。
2016-03-26 physics.optics quant-ph
Biphoton interference with a quantum dot entangled light source
我们证明了光干涉超出了光子波长的限制，使用'触发'纠缠光子对从半导体量子点。纠缠双光子态的干涉条纹的周期性只有单光子的一半，远小于泵浦光的周期性。高条纹可见度表明双光子干涉比两个连续单光子干涉对退相干不太敏感。结果表明，量子干涉测量可能使用半导体LED类设备。
2008-03-27 quant-ph
Heralded-Multiplexed High-Efficiency Cascaded Source of Dual-Rail Polarization-Entangled Photon Pairs using Spontaneous Parametric Down Conversion
在双轨光子基中编码的高保真纠缠量子比特对的确定性来源，即，在两个正交模式之一中存在单个光子是量子信息处理的许多应用（包括长距离上的高速率高保真度量子通信）的关键使能技术。这种光子纠缠的最流行和最成熟的来源，例如，利用自发参量下转换（SPDC）或自发四波混频（sFWM）的那些产生纠缠（所谓的连续变量）量子态，其包含来自位于双轨基跨度之外的高阶光子项的贡献，这对大多数应用是有害的。通常使用低泵浦功率来减轻这些高阶项的影响。然而，这降低了对的产生率，并且源变得固有地概率性。我们研究了一个级联源，它在两个SPDC源之间执行线性光学纠缠交换，以产生一个具有更高保真度（理想贝尔态）的光子纠缠态。此外，贝尔交换提供了一个预示性的触发器，我们展示了如何建立一个多路复用源，尽管合理的开关损耗和检测器损耗和噪声，产生一个保真度与成功概率权衡的高效率的高保真双轨光子纠缠源。然而，我们发现，有一个阈值的$1.5$ dB的损失每开关，超过这个阈值的复用损害保真度与成功概率的权衡。
2021-07-29 quant-ph
Second-Order Asymptotics of Conversions of Distributions and Entangled States Based on Rayleigh-Normal Probability Distributions
我们讨论了两个独立的和相同的分布之间的转换到二阶转换率的渐近行为时，转换是由一个确定性的函数从输入概率空间的输出概率空间。为了得到二阶转换率，我们引入了新的概率分布，称为瑞利正态分布。瑞利正态分布族包括瑞利分布，并且在极限情况下与标准正态分布一致。使用这个家庭的概率分布，我们表示的渐近二阶率的分布转换。作为应用，我们还考虑了在只允许局域操作和经典通信（LOCC）的情况下，量子系统中两个纯纠缠态的多个拷贝之间的转换的渐近行为.该问题包括纠缠浓度、纠缠稀释和一类LOCC限制的克隆问题。
2017-11-21 cs.IT math.IT quant-ph
Spatial structure and magnetism of a spin-orbit entangled spin-1 coherent spin center: the manganese neutral acceptor in a III-V semiconductor
研究III-V半导体中Mn杂质的自旋轨道纠缠基态，揭示其自旋-电荷相关性及显著的磁边缘场，为相干自旋中心的磁性研究提供新视角。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangled Photon Pairs from Semiconductor Quantum Dots
层析分析表明，当应用光谱滤波时，从双激子衰变级联发射的光子对的偏振态变得纠缠。测量得到的光子对密度矩阵满足Peres纠缠判据，其误差大于实验不确定度的3个标准差，并且违反了Bell不等式。我们发现，光谱滤波删除了光子颜色中包含的"哪条路径“信息，并且量子点自由度中的反射信息可以忽略不计。
2006-01-30 cond-mat.str-el quant-ph
Polarization-entanglement conserving frequency conversion of photons
纠缠光子在量子网络中对量子信息的分布起着举足轻重的作用。然而，用于光子的最佳传输和存储的频带不一定相同。在这里，我们实验证明了相干频率转换的光子纠缠在他们的偏振，广泛使用的自由度在光子量子信息处理。我们验证了成功的纠缠转换违反Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）贝尔不等式，并充分证实，我们的纠缠传输的特征保真度接近统一使用状态和过程层析成像。我们的实现是健壮和灵活的，使其成为未来量子网络的实用构建块。
2011-06-09 quant-ph
Control of photon correlations in type II parametric down-conversion
本文从理论上描述了共线II型自发参量下转换产生的纠缠光子时间关联的量子控制。我们研究了到达50/50分束器的信号光子或闲频光子的光谱相位调制对纠缠光子波包的时间形状的影响。符合计数率的光子对的调制深度的光谱相位滤波器应用于信号或闲频光束的分析计算。研究发现，通过改变光谱滤波器的调制深度，可以控制双光子符合率。
2005-09-28 quant-ph
Polarization Entangled Photons at X-Ray Energies
我们发现，偏振纠缠光子在X射线能量可以产生通过自发参量下转换。四种贝尔态中的每一种都可以通过选择泵浦光的入射角和偏振态来产生。
2011-01-28 quant-ph
On four-photon entanglement from parametric down-conversion process
我们提出了两种利用自发参量下转换过程的二级辐射产生四光子偏振纠缠态的方案。利用线性光学元件和符合探测技术，从参量下转换光源中发射出的四个不可分辨的光子产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态或两个正交GHZ态的叠加。对于这种叠加态，在特定的相位设置下，我们分析了量子关联函数和局域隐变量关联。结果表明，当可见度大于0.442时，由低高真空相关导出的贝尔不等式被破坏。这意味着目前的四光子纠缠态因此适合于测试LHV理论。
2017-05-01 quant-ph
Heralded generation of entangled photon pairs
纠缠光子是量子通信和线性光量子计算的重要资源。不幸的是，由于光子源的随机特性，许多基于光子的方案的适用性受到限制。因此，世界范围内的努力都集中在克服概率发射的限制，通过产生双光子纠缠态的条件下检测辅助光子。在这里，我们提出了第一代的光子状态，最大限度地纠缠在偏振与线性光学和标准光子检测自发参量下转换。我们利用对应于三个光子对的产生的下转换状态，其中四个辅助光子的重合检测明确地预示着纠缠态的成功制备。这种受控的纠缠光子态的产生是朝向线性光学量子网络的适用性的重要一步，特别是对于纠缠交换、量子隐形传态、量子密码学和朝向基于光子学的量子计算的可扩展方法。
2010-07-16 quant-ph
Semiconductor quantum dots as an ideal source of polarization entangled photon pairs on-demand: a review
自从第一次发表关于纠缠量子态的论文以来，已经过去了80多年。在这段时间里，怪异的相互作用量子态的概念成为一个新兴的科学领域。在各种实验证明了这种非经典态的存在之后，人们提出了在量子信息科学和技术中利用纠缠的有远见的想法。这些新颖的概念还没有走出实验阶段，主要是因为缺乏合适的、确定性的纠缠量子态源。在众多研究中的系统中，半导体量子点是特别有吸引力的按需单偏振纠缠光子对的发射器。虽然，最初认为量子点必须表现出与固态中存在的许多退相干效应相关的有限程度的纠缠。最近的研究否定了纠缠退化效应不可避免的前提。我们回顾了导致这些重要发现的相关实验，并讨论了预期的量子技术所面临的挑战。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simultaneous Matching of Phase and Amplitude for Spontaneous Parametric Down-conversion in Semiconductor Waveguides
提出对半导体波导非线性系数进行非均匀调制，实现相位与振幅同时匹配，使光子对生成效率最高提升13个数量级，并探索了通信波段可调谐的紧凑高效孪生光子源。
2025-09-18 physics.optics quant-ph
An entangled photon source for the telecom C-band based on a semiconductor-confined spin
本文利用InAs/InP量子点中的基态自旋，在电信C波段实现了自旋与顺序发射光子的可扩展纠缠，展示了双量子比特和三量子比特纠缠保真度，为光纤量子网络中的大规模光子簇态生成提供了实用路径。
2025-07-02 quant-ph
Background-free quantum frequency conversion of single photons from a semiconductor quantum dot
我们展示了从外延生长的InAs量子点的单光子的无背景量子频率转换。\approx 980 nm处的单光子与1550 nm附近的泵浦激光器在双极化的锂酸盐（PPLN）波导内组合，产生\approx 600 nm处的单光子。泵浦和信号波长之间的大的红色失谐确保了几乎无背景的转换，避免了诸如PPLN晶体中的反斯托克斯拉曼散射泵浦光子的上转换的过程。在转换之前和之后对单光子流进行二阶相关测量，确认在频率转换过程中光子统计的保留。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Novel Cascaded Ultra Bright Pulsed Source of Polarization Entangled Photons
利用级联晶体中自发参量下转换过程中的II类相位匹配，实现了一种新的超亮脉冲偏振纠缠光子源。晶体的光轴以这样一种方式排列，即来自一个晶体的异常（普通）偏振锥与来自第二个晶体的普通（异常）偏振锥重叠。这种空间重叠消除了存在于单个II型下转换过程中的光子的偏振和输出角之间的关联。因此，如果使用合适的光学延迟线，则源自输出锥上的任何点的光子的纠缠是可能的。该延迟线特别简单且易于实现。
2001-06-21 quant-ph
Distinguishing genuine entangled two-photon-polarization states from independently generated pairs of entangled photons
提出了一种区分纠缠双光子偏振态（ETP）和两个独立纠缠单光子偏振态（EOP）的方案。利用该方案，通过三个正交双光子偏振态之间的反关联，证实了参量下转换产生ETP的实验结果。在目前的实验装置中，相关光子对中的ETP的估计分数为37%。
2004-03-02 quant-ph
Full Schmidt characterization of spatiotemporally entangled states produced from spontaneous parametric down-conversion
Indian Institute of Technology Ropar（印度理工学院罗帕尔分校）
本研究利用旋转对称性降低计算复杂性，实现了由自发参量下转换生成的时空纠缠态的完整Schmidt分解，揭示了具有轨道角动量的Schmidt模式及谱特性。
2026-02-08 physics.optics quant-ph
Enhanced up-conversion of entangled photons and quantum interference under localized field in nanostructures
从理论上研究了纠缠双光子在二聚体分子上的上转换过程。在一维输入输出理论中，解析地导出了光子的传播子，数值地计算了上转换几率。结果表明，与纳米结构的耦合明显增强了该过程。我们还发现，对于一些平衡的系统参数，例如光子之间的量子相关性、辐射衰减率以及纳米结构与分子之间的耦合，这种增强变得进一步明显。从整个系统耦合模之间的量子干涉的角度合理地解释了这种非单调依赖关系。这一结果可为利用少量光子的弱光进行非线性光学反应提供指导。
2015-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High-fidelity conversion of photonic quantum information to telecommunication wavelength with superconducting single-photon detectors
我们实验证明了一个高保真的可见光到电信波长转换的光子通过使用基于固态的差频产生。在实验中，在780 nm处的皮秒可见纠缠光子对的一半被转换为1522 nm的光子，导致在780 nm和1522 nm之间的纠缠光子对。使用超导单光子探测器与低暗计数率和小的定时抖动，我们有选择地观察到定义良好的时间模式包含两个光子。波长转换后，我们获得了$0.93 \pm 0.04$的保真度，表明我们的基于固态的方案可以用于对由各种介质组成的量子存储器发射的可见光子进行忠实的频率下转换。
2012-07-06 quant-ph
Room-Temperature entangled quantum processor on integrated semiconductor photonics platform
本文在SiCOI平台上首次实现了室温纠缠量子处理器，演示了单电子自旋确定性生成、单核自旋近单位初始化与相干操控，并制备了保真度0.89的最大纠缠态，为单片集成量子光子网络奠定基础。
2024-11-22 physics.optics quant-ph
