An Integrated Bell-State Analyzer on a Thin Film Lithium Niobate Platform
囚禁离子由于其长的相干时间、产生纠缠光子的能力以及高保真的单量子比特和双量子比特门而成为量子计算和量子网络的优秀候选者。为了扩大囚禁离子量子计算的规模，我们需要一个可重构平台上的贝尔态分析器，它可以预示离子之间的高保真纠缠。在这项工作中，我们设计了一个光子贝尔态分析器上的可重构薄膜锂酸盐平台的偏振编码量子比特。我们优化了设备，以实现两个被困离子之间的高保真纠缠，并发现>99%的保真度。所提出的设备可以按比例放大捕获离子量子计算以及其他光学活性自旋量子比特，如钻石中的色心、量子点和稀土离子。
2021-05-03 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Characterizing Bell state analyzer using weak coherent pulses
贝尔态分析器（BSA）是光子量子信息处理中最关键的器件之一。虽然线性光学提供了一种实现BSA的实用方法，但当输入不是理想的单光子状态时，它提供了不可避免的误差。在这里，我们提出了一个简单的方法来推导BSA的单光子输入使用弱相干脉冲。将该方法应用到与参考系无关、与测量设备无关的量子密钥分发中，实验验证了该方法的可行性和有效性。
2020-09-18 quant-ph
Efficient Bell state analyzer for time-bin qubits with fast-recovery WSi superconducting single photon detectors
我们通过实验证明了时间箱量子位的高效贝尔态测量，该测量采用两个具有短死区时间的超导纳米线单光子探测器，允许投影到两个贝尔态，|Psi>-和|Psi+>。与以前的时间仓量子比特实现相比，这将贝尔状态分析的效率提高了30倍。
2014-10-21 quant-ph
Maximum efficiency of a linear-optical Bell-state analyzer
在量子比特的光子实现中，由于在少光子水平上的极弱弱相互作用，量子逻辑的实现是相当困难的。另一方面，在这些系统中，干涉可用于处理量子态。我们正式使用干涉的定义，其中包括线性光学元件，辅助状态和条件操作的一类简单的操作。我们调查这些工具的一个重要子类，即线性光学元件和辅助模式在真空状态。对于这个工具，我们能够扩展以前的定量结果，一个不去定理完美的贝尔态分析器上的两个量子比特的偏振纠缠，由一个定量的陈述。我们表明，在这个子类中，它是不可能明确区分四个等概率贝尔态的概率高于50%。
2000-07-18 quant-ph
Resource-efficient analyzer of Bell and Greenberger-Horne-Zeilinger states of multiphoton systems
我们提出了一个资源有效的错误拒绝偏振编码多光子系统的纠缠态分析仪。我们的分析器基于两个单光子量子非破坏探测器，其中每个探测器都是用四能级发射器实现的（例如，量子点）耦合到一维系统（例如微柱腔或光子晶体波导）。该分析器采用被动工作方式，无需任何主动操作或快速开关，即可完全分辨$n$光子的$2^n$ Greenberger-Horne-Zeilinger~（GHZ）态。当满足理想的单光子散射条件时，GHz状态分析的效率和保真度原则上可以接近于1。对于非理想散射，这通常会降低GHz状态分析的保真度，我们引入了一个被动的误差抑制电路，使其效率略有下降的代价，一个近乎完美的保真度。此外，该协议可以直接用于执行双光子贝尔态分析。因此，这种被动的、资源有效的和错误拒绝的协议可以用于实际的量子网络。
2019-11-06 quant-ph
Law of Malus and Photon-Photon Correlations: A Quasi-Deterministic Analyzer Model
对于涉及光子计数的偏振实验，我们引入了分析器过程的准确定性本征态跃迁模型。一次累积一个光子的分布，为马吕斯定律提供了确定性的解释。我们结合这个分析器模型与因果偏振耦合来计算光子-光子相关性，一次一个光子对。计算的关联超过了Bell极限，并与[ A. Aspect，P. Grangier和G. Rogers，Phys. Rev. Lett. 49 91（1982）]。我们讨论了为什么这个模型超过了贝尔类型的限制。
2001-01-27 quant-ph
Proposal of a full Bell state analyzer for spin qubits in a double quantum dot
提出了一种双量子点中自旋量子比特的全Bell态测量方案。我们的方案包括泡利自旋阻塞测量和双轴电子自旋共振。为了消除塞曼场的平均，使用g因子工程设计双量子点，使得第一和第二量子点的Landé g因子满足g1=g2。因此，我们可以将三个自旋三重态中的一个交换为自旋单重态，而不会干扰其他态。我们的研究表明，顺序自旋电荷转换使我们能够实现电子自旋量子比特的完整Bell态测量。
2010-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-particle correlations via quasi-deterministic analyzer model
本文介绍了一种准确定性的本征态跃迁模型，它的最终本征态由初始条件决定。我们结合这个分析模型与因果自旋耦合计算质子-质子和光子-光子的相关性，一次一个粒子对。计算的关联超过了Bell极限，并与[M. Lamehi-Rachti和W. Mittig，Phys.Rev.D14（10），2543（1976）]和[ A. Aspect，P. Grangier和G. Rogers，Phys. Rev. Lett. 49 91（1982）]。我们讨论了为什么这个模型超过了贝尔类型的限制。
2001-01-15 quant-ph
Unambiguous arbitrary high-dimensional Bell states analyzer via indefinite causal order
School of Mathematics and Physics, University of Science and Technology Beijing（北京科技大学数学与物理学院）；Department of Mathematics and Physics, Shijiazhuang Tiedao University（石家庄铁道大学数学与物理系）
本文提出一种基于不定因果顺序的高维贝尔态分析方案，通过调整嵌入的本地单量子门形式，在不消耗因果结构的情况下实现对任意高维贝尔态的确定性区分。
2026-04-04 quant-ph
GHz-rate all-fiber active polarization state analyzer for quantum protocols
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Padua Quantum Technologies Research Center（帕多瓦量子技术中心）
研究实现用于量子协议的千兆赫兹速率全光纤有源偏振态分析仪，基于含铌酸锂电光相位调制器的光纤萨尼亚克干涉仪，能逐次试验主动重设测量基，经CHSH贝尔测试验证，具高速、高可见度、长期稳定性等优势，为量子通信协议提供平台。
2026-07-13 quant-ph
Efficient two-photon polarization entanglement detection by Bell state analysis
我们强调贝尔态分析仪，分束器，作为一种有效的手段来检测双光子偏振纠缠。而空间分离的光子的最佳纠缠见证需要在三个基地的协调测量，本地贝尔状态分析仪，使一个有效的纠缠见证在一个单一的偏振基础。我们使用贝叶斯均值估计来比较这两个证人的效率。我们报告这种比较的方法和结果。
2015-07-13 quant-ph
Entangler and analyzer for multiphoton maximally entangled states using weak nonlinearities
本文在弱非线性条件下提出两种方案：一种纠缠器可近乎确定地生成任意n光子GHZ态和Bell态，另一种分析器可近乎确定地区分所有2^n个n光子GHZ态，并设计了高效的两步非破坏性Bell态分析器。
2012-09-27 quant-ph
Simplified Quantum Optical Stokes observables and Bell's Theorem
我们介绍了一种简化形式的斯托克斯运营商的量子光场，涉及到已知的概念分仓。在偏振分析仪后面，测量光子数（更一般地，强度）。如果在其中一个输出中获得的值，比如H，大于另一个输出中的值V，那么简化的斯托克斯算子的值就是，比如1，否则就是-1。对于相等的光子数，我们将0。这样的观测量不具有斯托克斯算子的所有性质，但令人惊讶的是，可以在贝尔型测量中使用，包括偏振分析仪。它们对于光子数不确定的状态特别方便，例如压缩真空。我们发现，令人惊讶的是，他们可以导致相当强大的违反相关的贝尔不等式。
2021-11-30 quant-ph
Approaching near-perfect state discrimination of photonic Bell states through the use of unentangled ancilla photons
尽管在完美的线性光学贝尔态分析仪上存在完善的不去定理，但如果我们将八个或更多未纠缠的辅助光子纳入我们的设备，我们发现一个数值趋势似乎接近接近完美的测量。遵循这一趋势，我们开始了一个有前途的归纳方法，建立一个理想的光学贝尔测量设备。在这个过程中，我们确定任何贝尔状态分析仪，（即使偶尔）聚束所有光子到只有两个输出模式不能进行理想的测量，我们发现我们的线性光学电路，防止这种结果的一组条件。
2018-02-28 cs.IT math.IT quant-ph
Optimal Switching Networks for Paired-Egress Bell State Analyzer Pools
本文针对共享 BSA 池的量子互连，提出平面约束下的最优可重排无阻塞交换网络及路由算法，以少于全排列网络一半的交换单元实现任意输入配对。
2024-05-16 cs.NI quant-ph
Spectrally-resolved four-photon interference of time-frequency entangled photons
纠缠在时频自由度上的光子对由于其相对容易产生和编码信息的高容量而在量子光学研究和应用中引起了极大的兴趣。本文从理论和实验两方面分析了两对时频纠缠光子的相位不敏感光谱分辨干涉行为。在其核心，这是一个多模纠缠交换实验，通过对两对空闲光子的光谱分辨联合测量，将信号光子投射到贝尔态上，贝尔态的形式取决于测量结果。我们的分析是一个彻底的探索，可以实现使用时间-频率纠缠和光谱分辨贝尔态测量。
2021-04-12 quant-ph
Symmetry-resolved tree tensor network analysis of Bell-state discrimination with ancilla-assisted passive linear optics
Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）；Keio University（庆应义塾大学）
本文提出一种光子数分辨的树张量网络方法，用于高效评估辅助辅助被动线性光学贝尔态判别中的探测器支持，并推导了对称辅助资源的精确组合关系，验证了多达32个光学模式的结果。
2026-09-09 quant-ph
Scalable Timing Coordination of Bell State Analyzers in Quantum Networks
本研究探讨量子网络中贝尔态分析仪时序同步的可扩展性，分析有无存储节点的多跳协调机制，指出全光链路循环可能无法同步，为大规模量子网络设计提供参考。
2024-05-16 cs.NI quant-ph
Bell-certified retardance polarimetry from CHSH correlators
Faculty of Sciences, Universidad Autónoma del Estado de México（墨西哥州立自治大学理学院）
本文证明Bell-CHSH测量数据可同时用于非局域性见证和延迟量传感，通过CHSH关联推导Fisher信息下界，并阐明Bell违背与计量有用性为不同资源。
2026-09-22 quant-ph
Long-distance Bell-type tests using energy-time entangled photons
介绍了长距离钟形实验。为了保持能量-时间纠缠光子之间的强量子关联超过10公里的不同的实验挑战和他们的解决方案的报告和结果分析的角度测试的基础物理，以及从量子通信，特别是量子密钥分发的应用方面。还介绍了在每一侧使用多个分析仪的测试。
1998-09-10 quant-ph
CNOT and Bell-state analysis in the weak-coupling cavity QED regime
我们提出了一个光子自旋和电子自旋之间的界面，该界面被限制在嵌入微腔的量子点中，微腔工作在弱耦合状态。这种基于自旋选择性光子反射的界面可用于构造CNOT门、多光子纠缠器和光子贝尔态分析器。最后，我们分析了实验的可行性，得出结论，该方案可以实现与当前的技术。
2010-04-08 quant-ph
Violation of Bell inequalities by photons more than 10 km apart
给出了用相距10.9 km的光子对贝尔不等式的一个Franson型检验。能量-时间纠缠光子对测量使用双通道分析仪，导致违反的不等式的16个标准偏差，而不减去偶然的巧合。减去它们，观察到95.5%的双光子干涉可见度，表明10公里的距离对纠缠没有显着影响。这使得利用光子对的量子密码学成为基于弱脉冲的方案的实际竞争者。
1998-06-12 quant-ph
Partial Bell-state analysis with parametric down conversion in the Wigner function formalism
我们应用Wigner函数的形式主义部分贝尔态的分析，使用偏振纠缠产生的参量下转换。用电磁场零点涨落的波型描述再现了分束器处的双光子统计。特别地，从通过平衡分束器的两束光的相关性质的不变性解释了单重态中两个光子的费米子行为。此外，我们表明，贝尔状态的测量引入了一些基本的噪声在空闲信道的分析仪。因此，考虑进入晶体的更多独立的真空模式集似乎需要一个完整的贝尔态分析。
2011-06-23 quant-ph
Integrated Server for Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution Network
量子密钥分发（QKD）是量子物理学和光电子学的结合，理论上可以保证无条件安全的信息交换。近年来，量子密钥分发技术在理论和实验上的进展已经成功地关闭了检测终端的物理后门。然而，可扩展性、稳定性、成本和损耗等问题阻碍了QKD系统在实际中的广泛应用。在这里，我们提出并实验证明了一个解决方案，建立一个星型拓扑结构的量子接入网络与集成服务器。利用飞秒激光直写技术，我们将贝尔态分析器的所有元件集成在一起，并能够在单个光子芯片上集成多个这样的分析器。测试结果表明，该集成服务器是MDI-QKD网络实际应用的良好平台。
2018-08-26 quant-ph
Entanglement of Vector-Polarization States of Photons
光子可以具有均匀偏振并且可以携带量子化的轨道角动量（OAM）。光子纠缠已经在不同的自由度下实现，如偏振和OAM。利用一对正交偏振态的反旋性，量子化OAM可以产生具有空变偏振结构的“量子化”矢量偏振态。因此，可以将偏振自由度从二维空间扩展到无限维离散希尔伯特空间。利用具有空变偏振结构的矢量场的空间模，提出了一类矢量偏振纠缠Bell态。提出了一种利用Sagnac干涉仪制备矢量偏振纠缠Bell态的方案。我们还设计了一个用于识别矢量偏振纠缠Bell态的分析器。这类纠缠对于量子信息科学和技术以及量子理论的基本问题都具有重要意义，因为它具有增加信息容量的优点。
2015-12-02 physics.optics quant-ph
Discrimination of the Bell states of qudits by means of linear optics
贝尔国家的歧视问题有两个qudits（即，d维量子系统）的方法进行了讨论。一个量子点应该由d个光模来表示，这些光模总共只包含一个光子。从卡尔萨米利亚最近的结果可以看出，在没有任何辅助模式的辅助光子的情况下，没有办法区分d>2的两个量子态的贝尔态--即使成功的概率低于1也不行。根据Alberlo和Palma的结果，证明了不可能确定地区分甚至只有一个这样的Bell状态（即，成功的概率等于1），而不管涉及多少辅助光子。然而，它表明，辅助光子可以帮助区分的量子比特的贝尔态的成功概率高：贝尔状态分析器的基础上的线性光学量子计算的想法，可以实现成功的概率任意接近一个描述。它需要许多辅助光子，必须首先“组合”成纠缠态。
2001-07-23 quant-ph
Entanglement swapping between spacelike separated atoms
我们提出了一种机制，将一对中性二能级原子从初始非关联态投射到最大纠缠态，同时保持类空分离。两个原子都在一个共同的电磁真空中被激发，辐射被部分贝尔态分析仪收集。如果相互作用时间足够短，并且在相互作用后检测到一定的双光子Bell态，则在任意大的原子间距离下，当一个原子在另一个原子的光锥之外时，可以产生高度的纠缠，甚至是最大的纠缠。
2008-10-15 quant-ph
Photon sorters and QND detectors using single photon emitters
我们讨论了一种新的方法来实现数分辨和非破坏的光探测器的强耦合的个人单光子发射器，这作为强光学非线性。作为一个具体的应用程序，我们展示了如何将这些元素可以集成到一个防错贝尔状态分析仪，其效率超过了最好的性能与线性光学即使是一个温和的原子场耦合。这些方法是防错的，因为每个探测事件都明确地将光子状态投射到Fock或Bell状态上。
2012-03-15 quant-ph
Non-local generation of entanglement of photons which do not meet each other
我们首次报道了在无辅助过程中两个不相交的单光子之间的非局域纠缠。对于我们的实验，我们推导出一个简单而有效的方法来纠缠两个单光子使用后选择技术。光子被引导到干涉仪设置中，而不需要辅助光子来投射到贝尔态中。在通过输出端口后，光子在每一侧使用钟形状态分析仪进行分析。实验数据清楚地显示了这些光子之间的非局域相互作用，超过了CHSH不等式设定的极限，S值为2.54和24个标准差。
2006-09-18 quant-ph
Demonstration of spectral correlation control in a source of polarization entangled photon pairs at telecom wavelength
光谱相关光子对可以用来改善基于光纤的长距离量子通信协议的性能。我们提出了一种基于自发参量下转换产生偏振纠缠光子的源，无需光谱滤波。此外，通过改变泵浦脉冲宽度或耦合空间模式特性，可以控制光子对内的光谱相关性。光谱和偏振相关性进行了表征。产生的光子对具有正的光谱相关性，没有相关性，或负相关性和偏振纠缠，保真度高达0.97（无背景扣除）与预期的贝尔态。
2013-09-16 physics.optics quant-ph
Efficiency of an enhanced linear optical Bell-state measurement scheme with realistic imperfections
我们比较了贝尔态测量的标准50%效率的单分束器方法和建议的75%效率的光子增强方案[W。P.Grice，Phys.Rev.A84，042331（2011）]。考虑到高输入态光子损失、辅助态光子损失、探测器效率和耦合损失、探测器暗计数和非数分辨探测器，对这两种方案进行了比较。我们还分析了这两种方案时，使用非数分辨探测器的多路复用阵列。此外，我们探讨了利用自发参量下转换作为增强方案所需的辅助光子对源的可能性。在这些不同的情况下，我们确定的边界上的检测器参数的增强计划变得优于标准计划，并描述了不同的缺陷对测量成功率和歧视保真度的影响。这是使用数值和分析技术的组合来完成的。对于所讨论的许多情况，希尔伯特空间的大小和测量结果的数量可能非常大，这使得直接数值解的计算成本很高。为了缓解这个问题，我们所有的数值计算都是使用纯态进行的。这需要跟踪损耗模式直到测量，并将暗计数视为测量结果的变化，而不是对状态本身的修改。此外，我们提供了近似的解析表达式，说明了不同的缺陷对贝尔状态分析仪质量的影响。
2016-09-22 quant-ph
Experimental zero-added-loss multiplexing Bell-pair source for long-haul quantum networks
Advanced ICT Research Institute, National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（国家信息通信技术研究所先进ICT研究院）；Department of Electronics and Electrical Engineering, Keio University（庆应义塾大学电子电气工程系）；Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, The University of Osaka（大阪大学量子信息与量子生物学中心）
本研究实验演示了基于零附加损耗复用（ZALM）的16个并行频率模式间纠缠交换，结合时频复用实现高贝尔对速率，为实用高速量子中继器和长距离量子网络奠定实验基础。
2026-08-20 quant-ph
Two-dimensional Control of a Biphoton Joint Spectrum
本文提出一种组合方法，同时控制相位匹配函数和泵浦光谱两个自由度，实现对双光子联合光谱振幅的二维控制，生成多种光谱编码量子态，并利用光子聚束与反聚束反映相位匹配对称性。
2023-11-16 physics.optics quant-ph
Time Entanglement between a Photon and a Spin Wave in a Multimode Solid-state Quantum Memory
纠缠的产生和分配是量子中继器方案中的关键资源。时间多路复用系统提供量子信息的时间仓编码，其提供对光纤中的退相干的鲁棒性，这在长距离通信中至关重要。在这里，我们证明了直接产生的纠缠在时间之间的光子和集体自旋激发的稀土离子掺杂的合奏。我们通过将原子激发映射到光子量子比特上，并使用原子频率梳技术与另一种掺杂晶体一起实现的时间仓量子比特分析器来分析纠缠。我们的结果提供了一个嵌入量子存储器的纠缠光子的固态源。此外，纠缠的质量高到足以使违反贝尔不等式超过两个标准偏差。
2019-04-04 quant-ph
Quantum optical experiments towards atom-photon entanglement
本研究围绕原子-光子纠缠开展量子光学实验，通过光学囚禁R87原子的自发衰变实现原子自旋态与光子偏振态的纠缠，测得纠缠保真度0.82，为关闭漏洞的贝尔测试奠定基础。
2025-07-29 quant-ph
