Purcell-Enhanced Single Photons at Telecom Wavelengths from a Quantum Dot in a Photonic Crystal Cavity
本文研究 InAs/InP 量子点与光子晶体腔耦合，在电信 C 波段实现 Purcell 因子为 5、辐射寿命 340 ps 的单光子发射，并通过温度调谐在 25K 下保持单光子纯度，验证了无低温 C 波段单光子源的可行性。
2023-10-30 physics.optics quant-ph
On-chip, photon-number-resolving, telecom-band detectors for scalable photonic information processing
集成是目前实现可扩展光子量子处理设备的唯一可行途径，这些设备足够复杂，可以真正用于计算，计量和模拟。嵌入式片上检测对此类设备至关重要。我们展示了一个集成的光子数分辨检测器，在电信频段在1550 nm，采用渐逝耦合设计，使其能够放置在任意位置内的平面电路。在引导光学模式中，通过从倏逝场吸收到钨过渡边缘传感器中来分辨多达5个光子。检测效率为7.2 \pm 0.5%。实验还证明了该探测器的偏振灵敏度。设备设计的详细建模显示了达到高检测效率的明确可行的路线。
2011-07-27 physics.optics quant-ph
Programmable cavity-enhanced telecom quantum memory in thin-film lithium niobate
Nanjing University（南京大学）
本文提出一种基于薄膜铌酸锂的可编程腔增强量子存储器，实现了高效的电信频段存储与快速光谱控制，展示了高对比度原子频梳的制备及量子纠缠验证。
2026-07-16 physics.optics quant-ph
High-quality photonic entanglement based on a silicon chip
量子和集成光子学的富有成效的联系，使人们有希望使用紧凑和可扩展的系统来产生、操纵和检测光的量子态。集成在单个芯片中产生电信波长范围内的高质量光子纠缠所需的所有构建模块仍然是一个重大挑战，主要是由于片上光抑制滤波器的性能有限。我们报告了一个独立的，符合电信，设备集成，在一个单一的基板上，一个非线性光子对发生器和一个无源泵浦抑制滤波器。使用标准的通道网格光纤解复用器，我们展示了这样的集成电路的第一个纠缠量化，显示了最高的原始量子干涉可见性的能量时间纠缠光子在两个电信波段。因此，由于利用泵浦滤波器获得的高水平的噪声抑制，可以产生非常纯的最大纠缠态。这些结果必将进一步促进符合电信标准的更先进和可扩展的光子集成量子系统的发展。
2020-02-24 physics.optics quant-ph
Telecom wavelength quantum dots interfaced with silicon-nitride circuits via photonic wire bonding
本研究利用3D激光写入的光子线键合，将电信波长量子点光源与硅氮化物光子电路集成，实现单光子高效传输，为多平台量子光子电路扩展奠定基础。
2024-11-08 physics.optics quant-ph
Nanophotonic quantum storage at telecommunications wavelength
光的量子存储器是未来长距离量子网络的重要组成部分。我们提出了在单光子水平上的通信波段光的芯片上的量子存储在原硅酸钇光子晶体纳米梁谐振器中的铒-167离子系综。在380 mT的磁场下，在稀释冰箱中使用全光学原子频率梳协议证明了高达10 $μ$ s的存储时间。我们展示了这种量子存储平台具有高带宽，高保真度和多模容量，并概述了一条通往高效的铒-167量子光存储器的道路。
2019-04-17 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Entanglement between a diamond spin qubit and a photonic time-bin qubit at telecom wavelength
我们报道了NV电子自旋量子比特和电信波段光子量子比特之间量子纠缠的实现和验证。首先，我们在自旋量子比特和637 nm光子时间仓量子比特之间产生纠缠，然后进行光子量子频率转换，将纠缠转移到1588 nm光子。我们在不同的基础上通过相关测量来表征所得到的状态，并找到了F = 0.77 +/- 0.03的Bell状态保真度的下限。这一结果是通过光纤基础设施扩展量子网络的重要一步。
2019-05-21 quant-ph
Telecom-band integrated multimode photonic quantum memory
针对大容量兼容光纤通信的量子网络需求，团队在激光直写Er³⁺:LiNbO₃波导芯片上实现电信波段光纤集成多模单光子量子存储，可存330个时间模式，符合率提升167倍，推动集成光子量子网络发展。
2023-06-14 quant-ph
Efficient Storage of Multidimensional Telecom Photons in a Solid-State Quantum Memory
针对铒离子固态量子存储器条件苛刻的问题，本文采用原子频率梳协议与新型初始化方案，实现偏振、频率和时间仓多维电信光子量子比特的高效存储，效率提升逾十倍且保真度超过92%。
2024-12-07 quant-ph
Quantum storage of entangled photons at telecom wavelengths in a crystal
本研究针对量子网络中电信波长纠缠光子存储的关键需求，利用$\rm^{167}Er^{3+}$离子晶体实现了集成光子芯片产生的电信纠缠光子的量子存储，存储时长远超此前工作，为固态量子网络构建奠定基础。
2023-08-27 physics.optics quant-ph
Bright Telecom Spin-Photon Interface in Silicon Photonics
Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学材料科学系）；BiQute；Institute for Research in Electronics and Applied Physics（电子与应用物理研究所）；Joint Quantum Institute（联合量子研究所）；University of Maryland（马里兰大学）；Department of Electrical and Computer Engineering（电气与计算机工程系）；Department of Physics（物理系）；Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）
研究旨在解决硅中缺乏明亮电信波段自旋-光子发射器的问题，通过展示Al1中心，利用同位素纯化器件实现高纯度单光子发射等，解析相关特性，确立其为明亮电信波段自旋-光子界面，为集成量子网络提供平台。
2026-07-29 physics.optics quant-ph
Telecom-Integrated Photonic Memory Operating Near the Mechanical Ground State
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Xihua University（西华大学）；Southwest Institute of Technical Physics（西南技术物理研究所）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Ministry of Education, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学教育部量子物理与光量子信息重点实验室）；Institute of Electronics and Information Industry Technology of Kash（喀什电子信息产业技术研究所）
本文展示了一种基于光机械诱导透明、在机械基态附近运行的片上电信波段光子存储器，实现了少光子水平存储和按需检索，声子占据数低至0.32，为可扩展量子网络奠定基础。
2026-09-09 physics.optics quant-ph
Circular photonic crystal grating design for charge-tunable quantum light sources in the telecom C-band
针对 p-i-n 二极管与圆形 Bragg 光栅集成冲突，提出带空气孔的混合圆形光子晶体光栅，实现高 Purcell 增强、高物镜收集及 C 波段单模光纤耦合。
2024-01-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Telecom Quantum Photonic Interface for a $^{40}$Ca$^+$ Single-Ion Quantum Memory
本文提出一种连接$^{40}$Ca$^+$单离子量子存储器与电信C波段的量子光子接口，结合SPDC光子对源与双向QFC，实现40 km光纤传输后纠缠保真度仍超95%。
2022-11-16 quant-ph
Storage of up-converted telecom photons in a doped crystal
我们报告了一个实验，演示了频率上转换的电信波长单光子级脉冲与$\mathrm{Pr}^{3+}$：$\mathrm{Y}_2\mathrm{Si}\mathrm{O}_5$晶体共振。我们利用极化磷酸钛氧钾非线性波导将$1570\,\mathrm{nm}$的电信光子转换为$606\,\mathrm{nm}$。对于持续时间高达560 $\,$ ns的单光子级脉冲，最大器件效率（包括所有光损耗）被推断为信噪比超过1的$η_{\mathrm{dev}}^{\mathrm{max}} = 22 \pm 1\,%$（内部效率$η_{\mathrm{int}} = 75\pm8\,%$）。然后使用原子频率梳方案将转换的光存储在晶体中，其中存储和检索效率超过$η_{\mathrm{AFC}} = 20\,%$，存储时间高达$5\,μ\mathrm{s}$。检索光的时间延迟，从嘈杂的转换过程，使我们能够测量信噪比超过100与电信单光子级输入。这些结果代表了与频率上转换接口的单光子级光存储的第一个演示。
2014-10-01 quant-ph
Storage and retrieval of heralded telecommunication-wavelength photons using a solid-state waveguide quantum memory
大规模量子网络将使用波长相同的光子，通过光纤通道在远程测量、存储和处理节点之间交换量子信息。与双波长光子兼容的量子存储器是构建这种量子网络的关键要素。在这里，我们展示了使用固态波导量子存储器的存储和检索预示着1532 nm波长的光子。预示的光子是来自光子对源，是基于参数下转换，和我们的量子存储器是基于6 GHz带宽的原子频率梳使用低温冷却的掺铒锂铌酸盐波导的非均匀加宽的吸收线制备。使用不同的磁场下的持续光谱烧孔，我们确定的存储器是由人口转移到铌和锂核自旋水平。尽管存储时间和效率有限，但我们的演示代表了在电信频段运行的量子网络和使用行业标准晶体开发片上量子技术的重要一步。
2018-04-16 quant-ph
Storage of telecom-band time-bin qubits in thin-film lithium niobate
Shanxi University（山西大学）
本研究首次在薄膜铌酸锂中实现芯片级量子存储，存储时间达400ns，效率1.95%，并成功存储四个时间模式，量子存储保真度达96.8%。
2026-05-13 physics.optics quant-ph
Photonic Cluster State Generation from a Quantum Dot Emitting in the Telecom C-band
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
研究在电信C波段直接确定性生成光子簇态，通过重复激发砷化铟量子点中空穴自旋实现，测量过程图表征量子过程，获保真度0.71±0.01，观察到纠缠等，证明光子簇态生成潜力。
2026-07-07 quant-ph
A two-way photonic interface for linking Sr+ transition at 422 nm to the telecommunications C-band
我们报道了一个单级双向接口，能够连接Sr+囚禁离子量子比特在一个长距离的量子网络。我们的接口在422 nm的Sr+发射波长和电信C波段之间转换光子，以实现光纤上的低损耗传输。我们已经实现了在单光子水平上的上转换和下转换，效率分别为9.4%和1.1%。此外，我们还证明了噪声水平足够低，可以在未来进行真正的量子操作。
2018-10-15 quant-ph
Storage and retrieval of a light in telecomband in a cold atomic ensemble
电信光子由于其在光纤中较低的传输损耗而成为基于光纤的量子网络中合适的信息载体。由于缺乏合适的原子系统，连接不同存储器的光子通常在近红外波段，因此需要对光子在远红外波段的频率进行转换，以实现原子存储器与光子载体的接口。为了实现这一点，必须考虑两个原子或其他系统来实现频率转换，此外，还需要一个原子系统作为存储介质。因此，在远传波段存储光子的能力是一个有趣和令人兴奋的话题。在这项工作中，我们给出了第一个实验证明的原则，存储在远动波段的光。在冷原子系综中，通过倒Y组态，电信光被直接存储，然后通过两个非线性过程被提取，因此不需要其他方案中存储器和光子之间的接口。我们相信我们的工作可能为长距离量子通信开辟一条新的途径。
2012-10-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Millisecond optical coherence and strong collective coupling in an integrated telecom rare-earth photonic platform
Centre for Quantum Technologies（量子技术中心）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本研究将相干性优化的Er³⁺:CaWO₄晶体无粘合剂键合到电光可调薄膜铌酸锂微环谐振器，实现了电信波长下的强集体耦合、毫秒级相干性与原位光谱调谐，为可扩展电信量子网络提供了异质集成方案。
2026-11-11 physics.optics quant-ph
Cavity-enhanced single artificial atoms in silicon
固体中的人造原子是量子网络、可扩展的量子计算和传感的主要候选者，因为它们将长寿命的自旋与移动和鲁棒的光子量子比特相结合。在这些系统的核心自旋光子接口的中心要求是长的自旋相干时间和有效的自旋光子耦合在电信波长。硅中的人造原子具有独特的潜力，可以将硅中自旋的长相干时间与世界上最先进的微电子和光子平台中的电信波长光子相结合。然而，目前的一个瓶颈是人造原子的自然弱发射率。一个开放的挑战是通过耦合到光学腔来增强这种相互作用。在这里，我们展示了腔增强的单个人工原子在硅的电信波长。我们通过逆向设计优化了光子晶体谐振腔，并在通信O波段实现了单G中心的可控腔耦合。我们的研究结果说明了在电信波长的硅中实现确定性自旋光子界面的潜力，为可扩展的量子信息处理铺平了道路。
2023-02-20 physics.optics quant-ph
Time-bin entanglement at telecom wavelengths from a hybrid photonic integrated circuit
本研究提出一种混合光子集成电路，实现电信波长时间仓纠缠，达到高并发度和保真度，适用于低色散光纤网络中的贝尔对分发。
2023-09-02 quant-ph
Quantum storage of 1650 modes of single photons at telecom wavelength
为了充分发挥量子网络的潜力，人们应该能够以可观的速率在长距离上分配量子资源。因此，网络中的所有组件都需要具有大的多模容量来操纵光子量子态。为此，多模光子量子存储器，特别是在电信波长下工作的光子量子存储器，仍然是一个关键的挑战。在这里，我们展示了在1532 nm的光谱时间复用量子存储器。在10米长的低温冷却掺铒石英光纤中，采用原子频率梳协议实现了通信波段单光子的多模量子存储。多路复用包括五个光谱通道-每个10 GHz宽-并且在每个通道中多达330个时间模式，从而同时存储1650个单光子模式。我们的演示为高速率量子网络打开了大门，这对未来的量子互联网至关重要。
2023-02-08 quant-ph
Polarization insensitive frequency conversion for an atom-photon entanglement distribution via a telecom network
现有的量子通信光子基础设施的量子网络缺乏足够的量子存储器来保持任意的量子态，以满足采用量子中继算法进行长距离量子通信的需要。原子量子存储通过量子中继器算法实现了亚秒级的存储时间，对应于电信光子1000 km的传输时间。然而，电信光子不能直接访问典型的原子存储器。固态量子频率转换填补了这一波长空白，并增加了更多的能力，例如，频率复用。在这里，我们报告的实验演示偏振不敏感的固态量子频率转换的通信光子从一个短波长的光子纠缠原子系综。利用Sagnac干涉仪中的非线性晶体频率转换器，利用Rb原子系综产生了原子-光子纠缠，并在保持纠缠的同时将光子平移到电信范围。
2017-10-25 quant-ph
Synthetic five-wave mixing in an integrated microcavity for visible-telecom entanglement generation
非线性光学过程是光子学和量子光学的核心，因为它们在光源和信息处理中起着不可或缺的作用。在过去的几十年中，三波和四波混频（$χ^{(2)}$和$χ^{(3)}$）效应得到了广泛的研究，特别是在光子-光子相互作用强度大大增强的微/纳米结构中。由于介电材料的本征非线性极化率较弱，迄今为止，对$χ^{(3)}$以外的高阶非线性的研究很少，即使在高质量的微腔中也是如此。在这里，一个有效的五波混频过程（$χ^{(4)}$）是第一次合成，通过将$χ^{(2)}$和$χ^{(3)}$过程中的一个单一的微腔。合成的$χ^{(4)}$的相干性通过产生时间-能量纠缠的可见光-电信光子对来验证，该方法仅需要一个电信波段的驱动激光。从合成过程中的光子对产生率显示了增强因子超过$500$倍后，内在的五波混频。我们的工作展示了一种在介观尺度上通过光子结构工程而不是材料工程进行非线性合成的通用方法，从而为实现高阶光学非线性和探索新型功能光子器件开辟了新的途径。
2022-04-03 physics.optics quant-ph
A fiber-integrated quantum memory for telecom light
本文提出一种基于光纤布拉格光栅腔的电信波段量子存储器，通过量子频率转换实现单光子级脉冲的存储与按需读取，展示了最长1.75微秒的存储寿命和约12.7%的效率，为可扩展量子网络中的光子同步提供了可行方案。
2023-03-22 physics.optics quant-ph
Fast quantum dot single photon source triggered at telecommunications wavelength
我们演示了一个量子点单光子源在900 nm触发在300 MHz的连续波电信波长的激光器，然后由电光调制器。该量子点由芯片上产生的二次谐波辐射激发，通过围绕InAs量子点的GaAs光子晶体腔共振增强。我们的研究结果表明，一个路径的实现与波长兼容的速度超过1 GHz的量子点单光子源。
2010-12-20 physics.optics quant-ph
Deterministic Storage and Retrieval of Telecom Quantum Dot Photons Interfaced with an Atomic Quantum Memory
固态单光子源和原子量子存储器的混合接口是光子量子技术的一个长期追求的目标。在这里，我们展示了确定性的存储和检索的光子从半导体量子点在原子系综量子存储器在电信波长。我们将来自InAs量子点的单光子存储在高带宽的基于铷蒸气的量子存储器中，总的内部存储效率为$(12.9 \pm 0.4) \%$。回收光子的信噪比为$18.2\pm 0.6$，仅受探测器暗计数的限制。这一演示为依赖分布式纠缠的量子技术铺平了道路，特别适合于光子量子网络。
2023-03-07 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
Travelling-wave single-photon detectors integrated with diamond photonic circuits - operation at visible and telecom wavelengths with a timing jitter down to 23 ps
我们报道了集成多晶金刚石光子电路的行波超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的设计、制备和测量。我们分析了它们在1600 nm和765 nm附近的近红外波长范围内的性能。近红外探测对于与电信基础设施的兼容性是重要的，而在可见光波长范围内的操作对于与金刚石中的硅空位中心的发射线的兼容性是相关的，金刚石中的硅空位中心可以用作有效的单光子源。我们的探测器具有高临界电流（高达31 μA）和高效率（在765 nm时高达74%）、噪声等效功率（在765 nm时低至4.4*10^-19 W/（Hz^1/2））和定时抖动（低至23 ps）方面的高性能。
2016-03-07 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
High-quality photonic entanglement for wavelength-multiplexed quantum communication based on a silicon chip
报道了一种基于CMOS兼容硅光子环形腔四波混频的能量时间纠缠光子对源。经过适当的优化，在$\rm 500\,μW$泵浦功率下，该光源具有400对纠缠光子/s/MHz的高光谱亮度.此外，谐振器已经被设计成产生与标准电信密集波分复用器兼容的频率梳结构。我们证明了高纯度的能量-时间纠缠，即，没有光子噪声，在电信C波段中的各种信道对之间具有接近完美的原始噪声（$>$ ~98\%）。这样一个紧凑的源代表了一条通往更复杂的量子光子电路的道路，专用于量子通信系统。
2017-02-08 physics.optics quant-ph
Storage of telecom wavelength heralded single photons in a fiber cavity quantum memory
本研究基于光纤腔量子存储器，用量子频率转换实现电信O波段81GHz带宽预告单光子的存储读取，验证了非经典特性保持，给出了效率参数，推动光纤量子存储及相关量子网络应用发展。
2024-01-31 quant-ph
Engineering telecom single-photon emitters in silicon for scalable quantum photonics
我们创建和隔离单光子发射器具有高亮度接近$10^5$计数每秒在商业绝缘体上硅（SOI）晶片。发射发生在红外光谱范围内，在电信O波段具有光谱窄的零声子线，即使在连续工作数天后也显示出高的光稳定性。发射体的来源归因于硅中与碳相关的色心之一，即所谓的G中心，允许用$^{12}$ C和$^{28}$ Si同位素进行纯化。此外，我们设想了一个高度相干的可扩展的量子光子平台的概念，其中单光子源，波导和探测器集成在SOI芯片上。我们的研究结果为实现与当今硅技术兼容的量子处理器、中继器和传感器提供了一条途径。
2020-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
A telecom-wavelength atomic quantum memory in optical fiber for heralded polarization qubits
基于光子的量子信息处理有望产生包括光学量子计算、量子密码学和分布式量子网络在内的新技术。电信波长的偏振编码光子为这些技术的实际实现提供了一个引人注目的平台。然而，尽管在构建与该平台兼容的基本组件方面取得了重要的成功，包括纠缠光子源、有效的单光子检测器和片上量子线路，但是缺少的元件是原子量子存储器，其直接允许在电信波长光子的偏振度中编码的量子态的可逆映射。在这里，我们展示了量子存储和检索的偏振态的预示单光子在电信波长通过实施原子频率梳协议在一个合奏的铒原子掺杂到光纤中。尽管在我们的原理证明演示中存在局限性，例如存储效率和存储时间小，但我们的宽带光物质接口揭示了在未来量子信息处理中使用的潜力。
2015-06-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
High-Visibility Franson Interference Enabled by Passive Photonic Integrated Interferometers at Telecom Wavelengths
CNR–INO（意大利国家研究委员会-光学研究所）；Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学物理系）；European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱学实验室）；QTI srl（QTI有限公司）
利用PPLN波导光子对源与被动路径不平衡Mach-Zehnder干涉仪实现高可见性弗朗索特定量干涉，通过热调制实现相位扫描，获得高光谱可区分性光子对及97.1%干涉可见度。
2026-03-27 quant-ph
Coherence time of over a second in a telecom-compatible quantum memory storage material
光的量子存储器将是未来远程量子通信网络的基本组成部分。这些存储器通过将光的量子态可逆地映射到材料系统的量子跃迁上来操作。对于网络，这些跃迁的量子相干性时间必须比网络传输时间长，对于全球通信网络大约为100 ms。由于缺乏合适的存储材料，在1550 nm光纤通信频带中操作且存储时间大于1 μ s的量子存储器尚未被证明。在这里，我们描述了$^{167}$ Er $^{3+}:$ Y $_{2}$ SiO $_{5}$在高磁场中的自旋动力学，并证明这种材料具有在1550 nm通信波段的实用量子存储器的特性。我们观察到1.3秒的超精细相干时间。此外，我们证明了整个合奏到一个单一的超精细状态，第一次这样的演示在稀土系统和宽带自旋波存储的要求有效的光泵浦。该材料在1538 nm处的吸收率为70 dB/cm，并且$Λ$ -跃迁能够实现自旋波存储，是在电信波长处被确定为高效宽带量子存储器的第一候选材料。
2018-04-26 quant-ph
Quantum storage of entangled telecom-wavelength photons in an erbium-doped optical fibre
未来量子互联网的实现需要在本地节点处理和存储量子信息，并使用自由空间和光纤链路将远程节点互连。光的量子存储器是这种量子网络的关键要素。然而，迄今为止，既没有报道用于在与标准电信光纤基础设施兼容的波长下操作的光的非经典状态的原子量子存储器，也没有报道量子存储器的基于光纤的实现。在这里，我们展示了存储和忠实的回忆的状态的1532 nm波长的光子，纠缠与795 nm的光子，在一个合奏的低温冷却铒离子掺杂到一个20米长的硅酸盐纤维使用光子回波量子存储协议。尽管目前效率和存储时间有限，但我们的宽带光物质接口使基于光纤的量子网络更接近现实。此外，它还有助于对非常规材料中的光-物质相互作用和集体原子效应进行新的测试。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
Quantum photonics at telecom wavelengths based on lithium niobate waveguides
锂离子电池上的集成光学元件在标准高速通信系统中发挥着重要作用。在过去的二十年里，在量子信息科学诞生和定位之后，锂酸盐波导架构已经成为实现光子学量子技术的关键平台之一。由于波导结构集成的成熟技术工艺，以及非线性光学效应的固有和有效特性，锂酸盐器件如今是许多光子对或三重态源、单光子探测器、相干波长转换接口和量子存储器的核心。因此，它们在先进和复杂的量子通信系统中找到了应用，这些系统需要紧凑性，稳定性，效率以及与其他导波技术的互连性。在这篇综述论文中，我们首先介绍了锂的材料方面，随后讨论了所有上述量子组件，从标准的光子对源到更复杂和先进的电路。
2016-08-15 quant-ph
Down-conversion source of positively spectrally correlated and decorrelated photon pairs at telecom wavelength
光子对的频率相关（或去相关）在远程量子通信和光子量子计算中具有重要意义。我们的实验特征的自发参量下转换（SPDC）源，基于β-硼酸钡（BBO）晶体切割的II型相位匹配在1550 nm的发射光子的正或无光谱相关性。我们的系统采用了精心设计的检测方法，利用两个InGaAs探测器。
2012-11-30 physics.optics quant-ph
Tunable frequency conversion in doped photonic crystal fiber pumped near degeneracy
本研究提出一种锗掺杂纤芯的光子晶体光纤，通过布拉格散射四波混频实现920nm附近纳米级频移（最高79.4%内转换效率），可互连不同InAs量子点，还能级联生成远电信波长频率梳，并实现弱经典信号到电信C波段的可调谐频率转换。
2024-07-12 physics.optics quant-ph
Directional telecom photons from a chirally coupled quantum dot
Queen’s University（女王大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
研究旨在创建工作于电信波长的手性量子界面，通过将InAs量子点与InP微盘连接，利用强磁场调节量子点跃迁，实现了近乎理想的手性量子耦合，为集成光子器件的量子信息处理提供了支持。
2026-07-27 quant-ph
On-Demand Millisecond Storage of Spectro-Temporal Multimode Telecom Photons
University of Calgary（卡尔加里大学）
本研究展示了一种基于Er³+:Y₂SiO₅晶体的电信波长量子存储器，实现了长达1毫秒的按需存储和多模存储能力，为可扩展量子中继器提供支持。
2026-09-07 quant-ph
Single photon frequency conversion for frequency multiplexed quantum networks in the telecom band
高速远程量子通信需要将频率复用光子信道与量子存储器相结合。我们实验证明了一个集成的量子频率转换协议，可以在电信范围内的波分复用信道之间进行转换，效率为$55\pm 8\%$，减去噪声的HOM下降可见度为84.5%。该协议基于级联的二阶非线性相互作用，并且可以用于将宽频谱与窄带量子存储器进行接口，或者作为量子光学转发器，有效地将频率复用频谱的不同区域进行接口。
2021-04-05 physics.optics quant-ph
Broadband Entangled-Photon Pair Generation with Integrated Photonics: Guidelines and A Materials Comparison
本文比较多种非线性集成光子材料中的自发四波混频，通过几何色散工程实现宽带可见光—电信纠缠光子对，并给出高产生率的鲁棒设计。
2024-07-05 physics.optics quant-ph
A rigid, low-loss fiber-optic coupler for cryogenic photonics
针对低温光子学测量需求，本文提出一种机械刚性的低损耗光纤耦合器，在低温下对电信波长光实现超过50%的耦合效率，并具备免对准和抗机械振动特性。
2023-05-29 physics.optics quant-ph
Multifunctional on-chip storage at telecommunication wavelength for quantum networks
量子网络将使各种应用成为可能，从安全通信和精确测量到分布式量子计算。存储光子量子比特并控制其频率、带宽和恢复时间是未来光量子网络的重要功能。在这里，我们证明了这些功能使用的铒离子在硅酸钇的合奏耦合到硅光子谐振器，并通过片上电极控制。在电信C波段的光存储，操纵和检索使用动态原子频率梳协议控制的离子系综的跃迁频率的线性DC斯塔克位移。我们演示了存储器时间控制在一个数字的方式在50纳秒的增量，频率偏移超过一个脉冲宽度（$\pm39$ MHz），和带宽增加了三个因素，从6 MHz到18 MHz。使用片上电极，在5 V的低施加偏压下实现高达3 kV/cm的电场，使其成为稀土离子的吸引人的平台，其经历10 kHz/（V/cm）量级的斯塔克位移。
2020-08-25 quant-ph
Telecom-band quantum optics with ytterbium atoms and silicon nanophotonics
由于光纤网络中的低传输损耗，电信窗口（~1.25-1.65微米）中的波长对于量子通信是理想的。为了实现在这些波长下运行的量子网络，需要开发能够高效耦合到电信波段光子的长寿命量子存储器。我们提出了一个耦合中性镱原子，这有一个强大的电信波长的过渡，硅光子晶体腔。具体来说，我们认为在中性171 Yb的3 P0 - 3D 1过渡接口的长寿命的核自旋在亚稳态3 P0的“时钟”状态的电信波段光子在1.4微米。我们发现，Yb原子可以被困在一个短波长（~470 nm）镊子在距离350 nm的硅光子晶体腔。在此距离下，由于在较长波长处的渐逝腔场的缓慢衰减，我们获得了g/（2 pi）~100 MHz的单光子拉比频率和C~47的协同系数，同时保持了进入单模光纤的高光子收集效率。高系统效率，电信波段操作和长相干时间的组合使该平台非常适合硅芯片上的量子光学和长距离量子通信。
2018-10-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Converting microwave and telecom photons with a silicon photonic nanomechanical interface
实用的量子网络需要低损耗和抗噪声的光互连以及用于纠缠蒸馏和分布式量子计算的非高斯资源。后者可以由超导电路提供，但是-尽管不断努力和快速进展-现有的微波和光域接口解决方案缺乏可扩展性或效率，并且在大多数情况下转换噪声是未知的。在这项工作中，我们利用硅光子学，腔光学力学和超导电路的独特机会，展示了一个完全集成的，相干的换能器连接微波X和电信S波段的总（内部）双向转换效率为1.2%（135%）在毫开尔文温度。耦合仅依赖于由两个硅纳米梁的飞秒级运动介导的辐射压力相互作用，并且包括约20 dB的光机械增益。该芯片级器件由CMOS兼容材料制成，并在亚瓦特泵浦功率下实现低至16 $μ$ V的V $_π$。这种高能效、超灵敏和高度集成的混合互连可能会找到从量子通信和RF接收器到磁共振成像的应用。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long-lived telecom-heralded single-photon storage in an absorptive spin-rephased quantum memory
ICFO - Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；ICREA – Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚高级研究学院）
本研究在掺 Pr³⁺:Y₂SiO₅ 量子存储器中，通过原子频率梳自旋波协议结合 XY4 自旋复相序列，实现了电信 herald 单光子的长寿命非经典存储，为可扩展长距离量子中继链路奠定了重要基础。
2026-09-03 quant-ph
Nanophotonic quantum network node with neutral atoms and an integrated telecom interface
基于量子存储节点的远距离分布式量子网络的实现仍然是一个突出的挑战。我们提出了一种基于中性碱原子耦合到纳米光子晶体腔的量子网络节点，该节点将长寿命的存储器量子位与电信范围内的光子接口相结合，从而使纠缠在低损耗光纤上的长距离分布成为可能。提出了一种利用碱金属原子激发态之间的电信跃迁产生原子-光子纠缠态的新方案。我们分析了该协议的现实实现，使用铷和铯原子考虑到全原子级结构和纳米光子晶体腔的属性。我们发现利用现有的技术可以制备出高保真度的纠缠态
2020-02-12 quant-ph
Frequency-multiplexed storage and distribution of narrowband telecom photon pairs over a 10-km fiber link with long-term system stability
远距离传输量子态的能力是量子互联网的基本要求，并且依赖于量子中继器。量子中继器涉及以高速率发射和传递光子纠缠态的纠缠光子源和可以暂时存储量子态的量子存储器。提高量子中继器的纠缠分发速率是至关重要的，而复用有望成为突破口。然而，有限的研究存在多路复用光子源和它们的耦合与多路复用量子存储器。在这里，我们演示了存储的频率复用的双光子源在电信波长在量子存储器中接受可见光波长通过波长转换后，10公里的分布。为了实现这一点，量子系统通过波长转换与频率稳定系统和降噪系统连接。系统稳定运行42 h以上。因此，它可以应用于包括需要长期系统稳定性的各种物理系统的量子中继器系统。
2023-03-03 quant-ph
Deep-Learning-Designed AlGaAs Interface Linking Trapped Ions to Telecom Quantum Networks
Université Paris Cité, CNRS, Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques（巴黎西岱大学）；Microsoft Azure Fiber（微软光纤）
本文提出利用深度学习设计AlGaAs波导微腔，实现1092nm与1550nm双频极化纠缠光子对，为困锁离子与电信网络的高效接口提供新方案。
2026-03-13 quant-ph
Entanglement of light-shift compensated atomic spin waves with telecom light
通过测量Bell不等式（S = 2.65 \pm 0.12）的违反，观察到了795 nm光偏振量子比特和Rb原子自旋波量子比特在0.1 s存储时间内的纠缠.通过将自旋波钉扎在1064 nm波长的光晶格中，利用叠加的魔值磁场来消除晶格诱导的失相，从而实现长量子比特存储时间。采用冷Rb气体中的四波混频来执行近红外（795 nm）和电信（1367 nm）波长之间的光量子比特转换，并且在电信光纤中传播之后，反转转换过程。在10 ms存储时观察到的贝尔不等式违反（S = 2.66 \pm 0.09）证实了通过两个阶段的光量子比特频率转换的存储器/光纠缠的保留。
2010-09-21 physics.atom-ph quant-ph
