On-chip Hong-Ou-Mandel interference from separate quantum dot emitters in an integrated circuit
可扩展的量子光子技术需要将许多相同的单光子源与芯片上的光子电路进行低损耗集成。相对复杂的量子光子电路已经被证明;然而，迄今为止使用的源依赖于参数下转换。因此，效率和可扩展性本质上受到源的概率性质的限制。基于量子发射体的单光子源没有这种限制，但是在单个电路内的多个发射体的频率匹配仍然是一个挑战。在这项工作中，我们证明了在这方面的一个关键组成部分，在一个完全单片GaAs电路的形式结合两个频率匹配的量子点单光子源互连的低损耗片上分束器通过单模脊波导连接。该设备使我们能够在芯片上进行双光子干涉实验，能见度达到66%，受到发射器相干性的限制。我们的设备可以进一步扩大规模，为增加量子线路的复杂性提供了一条清晰的道路，以实现完全可扩展的集成量子技术。
2023-01-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
On-chip linear and nonlinear control of single molecules coupled to a nanoguide
虽然使用一个或两个量子发射器的实验已经在各个实验室中成为常规，但用于许多量子系统的有效光学耦合的可扩展平台仍然难以捉摸。为了解决这个问题，我们报告了由一维亚波长介电波导（纳米波导）和多环芳烃分子制成的基于芯片的系统。在讨论了设计和制造要求后，我们提出了耦合到纳米引导模式的单分子的相干线性和非线性光谱数据。我们的研究结果表明，外部微电极和光束可以分别通过斯塔克效应和非线性光学过程来切换光在纳米导向器中的传播。所提出的nanoguide架构铺平了道路的多体现象和极化子状态的调查，可以很容易地扩展到更复杂的几何形状的量子集成光子电路的实现。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On-Chip Quantum Interference from a Single Silicon Ring Resonator Source
在这里，我们展示了量子干涉的光子在硅芯片上产生的单环谐振腔光子源。该光源与马赫-曾德尔干涉仪无缝集成，其路径纠缠通过硅环形谐振腔中的自发四波混频产生的简并双光子。通过改变集成马赫-曾德尔干涉仪的相对相位来控制所得到的双光子N 00 N态，从而得到V~ 96%的高双光子干涉活力。此外，我们表明，可以使用泵波长调谐到我们的可调谐激光器（C+L波段）访问的所有环共振产生的干扰。这项工作是对多个光子源和量子线路在单片芯片上的简化集成的关键演示，反过来，使量子信息芯片具有更大的复杂性和功能。
2015-04-16 physics.optics quant-ph
Coherent coupling of single molecules to on-chip ring resonators
我们报告的低温耦合的有机分子环微谐振器通过循环亚波长波导（纳米波导）。我们讨论了基于芯片的纳米光子元件的制造和表征，该元件在被分子晶体覆盖时产生约20的谐振器精细度。我们观察到的单分子消光下降达到22%，与预期的Purcell增强高达11倍一致。未来的努力将致力于通过与环形微谐振器模式的相互作用有效地耦合少数分子，为实现量子光学合作效应奠定基础。
2019-02-15 physics.app-ph quant-ph
On-chip quantum interference between the origins of a multi-photon state
由于路径恒等式是量子信息应用的基础，近年来引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们实验证明了四光子态的两个不同起源的量子相干叠加，其中多光子受抑干涉源于路径同一性的量子不可区分性。量子态在一个集成硅光子芯片上的四个概率光子对源中产生，其中两个组合可以产生光子四联体。相干消除和恢复的分布四光子是完全控制的调谐相位。这个实验产生了两种可能产生光子四联体的方式的奇特量子干涉，而不是光子的不同内在性质的干涉。除了许多已知的潜在应用外，这种新的多光子非线性干涉使各种基础研究成为可能，例如具有多个空间分离位置的非局域性。
2023-01-22 quant-ph
On-chip quantum interference between silicon photon-pair sources
大规模集成量子光子技术将需要相同光子源与可重构波导电路的片上集成。相对复杂的量子线路已经被证明，但很少有研究承认迫切需要将光子源和波导电路集成在芯片上。实现这种大规模量子技术的关键一步是在波导电路中集成两个单独的光子源，并展示它们之间的高可见度量子干涉。在这里，我们报告了一个绝缘体上的硅器件结合两个四波混频源，在干涉仪与可重构移相器。我们配置设备来创建和操纵双色（非简并）或同色（简并），路径纠缠或路径非纠缠光子对。我们观察到高达100.0+/-0.4%的可见度量子干涉片上，高达95+/-4%片外。我们的设备消除了对外部光子源的需求，为增加量子光子电路的复杂性提供了一条途径，并且是迈向完全集成量子技术的第一步。
2014-11-20 quant-ph
Conductance zeros in complex molecules and lattices from the interference set method
研究了在化学分子和有限物理晶格中的相消量子干涉（DQI）及其对电子输运的影响。从已知电导零点存在于干涉集任意两点之间的二分系统出发，利用Dyson方程，给出了确定复杂系统电导零点的一般算法。我们说明这一程序，因为它适用于富烯分子。电导零点的稳定性进行了分析方面的外部扰动。
2021-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Testing multi-photon interference on a silicon chip
大型多端口干涉仪中的多光子干涉是线性光学量子计算的关键，特别是玻色子采样。硅光子学使复杂的干涉电路与许多组件在一个小的足迹，并有可能将这些实验扩展到更多的干扰模式。然而，损耗通常限制了在该平台上实现多光子实验。在这里，我们利用高效率的光栅耦合器将明亮而纯净的基于ppKTP波导的量子光源与硅电路相结合。我们在多达15种模式中干扰多达5个光子，通过将结果与各种模型（包括光子之间的部分可分辨性）进行比较，验证真正的多光子干涉。
2019-09-06 quant-ph
Quantum interference in heterogeneous superconducting-photonic circuits on a silicon chip
量子信息处理为有效地通信和计算数据提供了巨大的希望。然而，将当前的光子实现方法扩展到更大的系统尺寸仍然是实现破坏性量子技术的一个突出挑战。量子信息处理器的两个主要组成部分是量子干涉和单光子探测器。在这里，我们开发了一个混合超导光子电路系统，以显示这些元素可以在硅芯片上以可扩展的方式组合。我们证明了这种方法的适用性集成量子光学干涉和检测光子对直接在芯片上波导耦合单光子探测器。使用氮化硅纳米光子波导实现的定向耦合器，我们观察到97%的干涉可见度时，测量光子统计与两个单片集成的超导单光子探测器。光子电路和探测器的制造工艺与标准的半导体薄膜技术兼容，使得在硅芯片上实现更复杂和更大规模的量子光子电路成为可能。
2015-11-22 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
On-chip interference of scattering from two individual molecules in plastic
集成光子电路提供了一个有前途的路线，研究相干合作效应的量子发射器的控制收集。然而，固态中的光谱不均匀性、退相干性和材料不相容性使得这是一个不平凡的任务。在这里，我们展示了一对有机分子嵌入在塑料薄膜的TiO $_2$微盘谐振器的玻璃芯片上的有效耦合。此外，我们调谐的分子的谐振频率相对于的微谐振器，通过采用纳米制造电极。对于两个分子分离的距离约为8 $\,μ$米和光学相位差约$π/2$，我们报告了一个大的集体消光的入射光在前进方向和相消干涉的散射在向后的方向。我们的工作为多个分子通过共模的相干耦合和基于聚合物的混合量子光子电路的实现奠定了基础。
2023-01-26 physics.optics quant-ph
Demonstration of Lossy Linear Transformations and Two-Photon Interference on a Photonic Chip
该研究在基于奇异值分解设计的光子芯片上，利用辅助波导的工程化损耗实现纠缠光子空间关联从聚束到反聚束的调控，还观测到损耗通道内的光子符合事件，为量子光子集成芯片设计提供参考。
2024-04-09 physics.optics quant-ph
Quantum interference and control of the optical response in quantum dot molecules
讨论了量子分子在两个激光场作用下的光学响应。使用一个现实的模型和参数，我们映射的物理条件，找到三个不同的现象在文献中报道：隧道诱导的透明度，Autler-Townes双峰的形成，并创建一个Mollow-like三重态。我们发现，量子点之间的电子隧穿是负责不同的光学制度。我们的结果不仅解释了文献中的实验结果，而且为未来的实验和使用量子点分子在光学中的应用提供了见解。
2013-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Near perfect two-photon interference out a down-converter on a silicon photonic chip
集成纠缠光子对源是实现大规模量子光子解决方案的关键要素，并解决了规模扩大和稳定性的挑战。在这里，我们报告了基于硅基平台中通过光致二阶（$χ^{(2)}$）非线性进行自发参数下转换的能量时间纠缠光子对源的首次演示，确保了基谐波的0型准相位匹配及其波导内的二次谐波。所开发的源在8的$μ$ W泵浦功率下显示出1635的符合与偶然比。值得注意的是，我们报告的双光子干涉与99.36 $\pm1.94\%$接近完美的可见度，显示高品质的光子纠缠没有多余的背景噪声。这为量子技术开辟了新的视野，需要在单个芯片上集成各种各样的建筑功能。
2022-02-09 physics.optics quant-ph
High visibility on-chip quantum interference of single surface plasmons
基于介质波导的量子光子集成电路在线性光量子计算中得到了广泛的应用。最近，表面等离子体已经被引入到这个应用中，因为它们可以限制和操纵超过衍射极限的光。在本研究中，利用介电负载的表面等离子体激元波导实现了两个单表面等离子体激元的片上量子干涉。高可见性（大于90%）证明了单等离子体激元的玻色子性质，并强调了实现线性光量子计算的基本量子逻辑门的可行性。还讨论了等离子体波导中的本征损耗对量子信息处理的影响。虽然这种效应的影响在当前的实验中可以忽略不计，但我们的研究表明，在某些情况下，这种损失可以显着降低量子干涉的可见性;因此，在设计QPIC器件时，必须仔细考虑量子相干性。
2014-02-05 physics.optics quant-ph
On-chip quantum interference between independent lithium niobate-on-insulator photon-pair sources
本研究基于绝缘体上铌酸锂集成光子芯片，实现了独立光子对源的高效产生与高可见度片上量子干涉，为大规模集成量子光子学及玻色采样、量子通信等应用提供了可行路径。
2024-04-12 physics.optics quant-ph
Quantum Interference of Tunably Indistinguishable Photons from Remote Organic Molecules
我们证明了双光子干涉使用两个远程单分子作为明亮的固态源不可区分的光子。通过改变一个分子的跃迁频率和光谱宽度，我们调谐和探索光子可调谐性的影响。我们讨论了未来的改进单光子束的亮度，他们的集成芯片上的大量，和我们的实验方案的扩展到遥远的分子的耦合和纠缠。
2009-11-16 quant-ph
On-chip interaction-free measurements via the quantum Zeno effect
虽然干涉是一种经典的波动现象，但作为单个粒子干涉基础的叠加原理是量子物理学的核心。无相互作用测量（IFM）利用单光子的波粒二象性，通过改变干涉图样来感知物体的存在，即使光子和物体没有相互作用，也可以实现无相互作用测量。通过使用量子芝诺效应，IFM的效率可以任意接近于1。在这里，我们报告的芯片上实现的IFM基于硅光子学。我们利用光刻写入波导的固有优势：出色的干涉相稳定性和模式匹配，并获得多径干扰与可见度超过98%。我们实现了标准化IFM效率高达68.2%，超过了最初IFM提案的50%限制。
2014-05-08 physics.optics quant-ph
Geometric-phase interference in a Mn_{12} single-molecule magnet with four-fold rotational symmetry
本文研究了单分子磁体Mn_{12} -tBuAc的磁弛豫速率γ与分子易磁化轴横向磁场分量H_T的关系。当自旋接近磁量子隧穿共振时，我们发现γ在一定的H_T值处突然增大。这些增加被观察到刚刚超过值的H_T，在该值处的几何相位干涉效应抑制两个激发能级之间的隧穿。通过旋转H_T使其远离自旋的难磁化轴，可以消除这种影响，从而抑制干涉效应。使用已知的自旋哈密顿量的伽马的详细数值计算准确地再现所观察到的行为。这些结果是第一个实验证据的几何相位干涉的单分子磁体具有真正的四重对称性。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Scale-up of room-temperature constructive quantum interference from single molecules to self-assembled molecular-electronic films
实现自组装分子电子薄膜，其室温传输特性由量子干涉（QI）控制，是将QI效应从单分子放大到分子平行阵列的重要步骤。最近，破坏性QI（DQI）对自组装单分子膜（SAMs）电导的影响进行了研究。在这里，通过实验和理论研究相结合，我们展示了化学控制不同形式的建设性QI（CQI）跨平面运输通过自组装膜，并评估其对跨平面热电自组装膜的影响。已知单分子的电导可以通过化学改变其与外部电极的连接性以确定性方式控制。在这里，通过采用合成方法来改变芳香族蒽核心周围的末端锚定基团的连接性，并通过形成所得分子的SAM，我们清楚地证明了CQI的这种签名可以转化为SAM-金分子膜。我们发现，从蒽为基础的分子与两种不同的连接性形成的垂直分子结的电导不同的一个因素约为16，与理论预测的电导率的基础上建设性QI的影响内的核心。我们还证明，对于具有硫醇锚定基团的分子，这种膜的塞贝克系数是连接依赖性的，并且通过适当选择连接性可以提高~ 50%。QI及其对自组装膜中热电性的影响的演示代表了未来热电和分子尺度电子应用的功能性超薄膜器件的关键一步。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum interference with molecules: The role of internal states
最近的实验表明，富勒烯和氟富勒烯分子可以产生干涉图样。这些分子具有旋转和振动自由度。这就引出了一个问题，这些内部运动是否会在降低干涉图样中起作用。我们通过一个简单的模型来研究这个问题。我们的分子由两个相距一定距离的物质组成。它从具有两个或多个峰的电势散射，从而模仿两个或多个狭缝干涉。我们发现，在某些参数范围内，由势产生的平移自由度和内部态之间的纠缠会降低干涉图样的可见性。特别是，不同的内部状态对应于不同的出射波矢量，因此如果激发几个内部状态，总的干涉图案将是多个图案的总和，每个图案具有不同的周期性。因此，整个图案被模糊了。在两个不同峰的情况下，来自不同峰的散射将激发不同的内部状态，使得分子所采取的路径与其内部状态纠缠。这也将导致干涉图案的劣化。这些机制如何可能导致经典行为的出现进行了讨论。
2005-02-24 quant-ph
Direct Spectroscopic Observation of Berry Phase Interference in the Ni$_4$ Single-Molecule Magnet
当不同的隧穿路径发生相消干涉时，自旋系统中的Berry相位效应会导致隧穿效应的抑制。通过测量磁化动力学，在几个单分子磁体（SMM）中已经看到了这种效应，其中实验信号可能来自于许多能级的贡献。在这里，我们提出了实验测量的Berry相位干涉效应，确定通过电子自旋共振的四重对称SMM。具体而言，我们测量隧道分裂激发态之间的过渡在Ni $_4$ SMM中的存在下，在硬平面的结晶样品的横向场。通过使用自制的旋转装置，可以改变样品的方向\textit{in situ}，使得场方向可以扫过样品的整个硬平面。当场在平面中的某些方向上时，我们观察到跃迁的分裂，这是Berry相位干涉的标志。实验结果很好地再现了理论预测，并拟合的数据提供了偶极相互作用和样品错位的影响的信息。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Young-type interference in projectile-electron loss in energetic ion-molecule collisions
在一定条件下，束缚在快速射弹离子中的电子与分子碰撞，主要与形成分子的原子核和内层电子相互作用。由于它们在空间中的紧凑定位和彼此的明显分离，这些分子中心在这种碰撞中起着类似于光散射中的光学狭缝的作用，导致从射弹发射的电子的光谱中的明显干涉。
2011-03-03 physics.atom-ph quant-ph
A chip-based array of near-identical, pure, heralded single photon sources
独立单光子之间的干涉可能是量子光学中最基本相互作用。作为光学量子信息科学的工具，它已经变得越来越重要，作为基本的量子操作之一，与光子探测一起，用于在非相互作用粒子之间产生纠缠。尽管如此，涉及两个以上独立量子光源的大规模光子网络的演示一直受到限制，因为难以构建高质量单光子源的大型阵列。在这里，我们解决了关键的挑战，报告了一种新颖的阵列，超过18个几乎相同的，低损耗，高纯度，预示着单光子源实现使用自发四波混频（SFWM）在二氧化硅芯片上。我们通过一系列的Hong-Ou-Mandel实验验证了源的质量，并进一步报道了整个Hong-Ou-Mandel干涉曲线的实验三光子扩展，首次绘制出三个独立单光子源之间的干涉景观。
2016-03-22 quant-ph
Prospects for giant optical nonlinearity on a chip
我们指出，个别的有机染料分子，靠近光波导沉积在光子芯片上，可以作为单光子源，也可以提供本地化的，巨大的光学非线性。这种新的原子-光子界面可以作为处理量子信息的资源。
2011-04-19 physics.atom-ph quant-ph
Scalable deterministic integration of two quantum dots into an on-chip quantum circuit
具有确定性集成量子发射器的集成量子光子电路（IQPC）是可扩展量子信息应用的关键元件，近年来引起了极大的关注。然而，将它们放大到具有多个确定性集成量子发射器的全功能光子电路以产生光子输入态仍然是一个巨大的挑战。在这项工作中，我们报告的单片原型IQPC由两个预先选定的量子点确定性地集成到纳米束腔在2x2多模干涉分束器的输入端口。片上分束器的分束比接近50/50，集成的量子发射器具有高单光子纯度，能够进行片上HBT实验，描绘了确定性的可扩展性。总的来说，这标志着可扩展和功能齐全的IQPC的基石。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interference effects due to nuclear motion of the hydrogen molecule
我们证明了双粒子干涉可以用来探测双激发氢分子的核运动。电子碰撞引起的氢分子离解涉及到几个衰变通道，这些通道与不同的分子转动态相关联，在原子碎片的检测中产生量子干涉。由于分子的角动量和振动状态之间的相关性，从每个解离通道产生的碎片进行相移，这是分子旋转的特征。这些相移，这不能在单原子检测方案中观察到，可以在现实的实验条件下，在飞行时间符合测量见证。我们分析了仲氢分子两个最低能量转动态所产生的干涉。我们的结果显示了两个片段的相关性，以跟踪分子旋转。
2018-08-24 physics.atom-ph quant-ph
Analog quantum control of magnonic cat states on-a-chip by a superconducting qubit
我们建议直接和量子相干耦合超导transmon量子比特到磁振子-集体自旋激发的量子，在附近的磁性粒子。磁体的杂散场通过超导量子干涉器件（SQUID）耦合到量子位。我们预测了一个共振量子比特磁振子交换和非线性辐射压力相互作用，都比耗散率和可调的外部磁通偏置。我们还展示了一个量子控制方案，产生量子比特磁振子纠缠和磁振子薛定谔猫态具有高保真度。
2022-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enantiomer superpositions from matter-wave interference of chiral molecules
分子物质波干涉术使操纵复杂分子内部机械运动的新策略成为可能。在这里，我们展示了如何手性分子可以制备在量子叠加的两个对映异构体的远场物质波衍射和如何产生的隧道动力学可以观察到。我们确定的振转相位平均的影响，并提出了一个设置为传感对映体依赖的力量，宇称违反弱相互作用，和环境诱导的超选择的手，建议解决洪德悖论。使用从头计算隧道计算，我们确定[4]-螺烯衍生物作为有前途的候选人，以实现与国家的最先进的技术的建议。这项工作为手性分子的量子传感和计量学打开了大门。
2021-02-11 quant-ph
Reconfigurable on-chip entangled sources based on lithium-niobate waveguide circuits
集成量子光学是实现量子信息处理的必然趋势。在这里，我们报告了基于可重构锂离子波导电路的光子纠缠的片上产生和操纵。通过在波导干涉仪中引入周期性极化结构，产生两个相位可控的独立光子对源，并通过量子干涉级联，得到确定性分离的全同光子对。该状态的特点是能见度为92.9%的Hong-Ou-Mandel干涉。通过在片控制电光相移，实现了从双光子分离态到聚束态的连续变形。光子通量达到~1.4*10^7对nm-1 mW-1。我们的工作为不同光子源的片上工程提供了一种方案，并为完全集成的量子技术铺平了道路。
2014-04-01 physics.optics quant-ph
Strong-field ionization of chiral molecules with bicircular laser fields : sub-barrier dynamics, interference, and vortices
本文研究反向旋转双色激光场下手性分子的强场电离，发现光电子量子干涉沿光传播方向不对称，可显著增强阿秒钟对手性的灵敏度，并揭示电子涡旋干涉是手性响应的关键来源。
2024-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Quantum suppression law in a 3-D photonic chip implementing the Fast Fourier Transform
能够精确定位量子干涉的现象的识别正吸引着人们的极大兴趣。事实上，对任何数量的光子和光学模式都有效的Hong-Ou-Mandel效应的推广将代表着从基本观点和实际应用的重要飞跃，例如光子量子器件的认证，其计算加速预计将严重依赖于多粒子干涉。已经预测了许多粒子注入多模干涉仪实现傅里叶变换在Fock空间的量子独特的功能。在这项工作中，我们开发了一种可扩展的方法，用于实现量子快速傅里叶变换使用3-D光子集成干涉仪，通过飞秒激光写入技术制造。我们观察到大量的输出状态的量子抑制与4-和8-模式的光学电路：实验结果表明注入的光子之间的真正的量子干涉，从而提供了一个强大的工具，诊断光子平台。
2015-08-04 quant-ph
Generation of a CW anti-bunched photon field from a thin-film PPLN waveguide by two-photon interference with a weak coherent state
本文利用薄膜PPLN波导中片上双光子态与弱相干态的破坏性双光子干涉，产生反聚束光子场，实现100 kHz光子速率和g2值0.35，可用于高分辨率量子成像。
2025-08-13 quant-ph
Colloquium: Quantum interference of clusters and molecules
本文综述了复杂有机分子和无机团簇的物质波干涉研究的最新进展和前景。近场干涉效应的三种变体，被认为是基于材料纳米结构的衍射，在光学相位光栅，和电离激光场。我们讨论了这些实验的理论概念和实验挑战。这包括优化干涉仪设计以及理解退相干的作用。物质波干涉实验对外部扰动的高灵敏度被证明对于精确测量离域纳米颗粒的内部性质是有用的。最后，我们探讨了在高粒子质量和复杂性的限制下探测量子叠加原理的前景。
2012-03-02 physics.atm-clus quant-ph
Two-path interference for enantiomer-selective state transfer of chiral molecules
在微波波段的环状三态构型下，通过直接单光子耦合和有效双光子耦合之间的双路干涉实现了对映体选择性态转移（ESST）.两种对映体之间的单光子过程中的$π$相位差使得干涉对一种对映体是建设性的，但对另一种是破坏性的。因此，只有一种对映体被激发到更高的旋转状态，而另一种保持在基态。该方案在脉冲波形和两路时间顺序上具有灵活性。我们用环己基甲醇~（C $_7$ H $_{14}$ O）分子模拟了该方案。仿真结果表明，在考虑实验因素的情况下，该方法可以获得鲁棒性好、高保真度高的ESST。最后，我们建议使用完成的ESST实施对映体分离和测定对映体过量。
2020-03-23 quant-ph
Real-time single-molecule imaging of quantum interference
在双缝实验中对大质量粒子的干涉图样的观察通常被认为是对这些物体的量子性质的最终证明。这种物质波干涉已经在电子、中子、原子和分子中观察到，它与经典波动物理学的不同之处在于，它甚至可以在单个粒子一个接一个地到达探测器时观察到。在电子实验中建立这样的模式被描述为“物理学中最美丽的实验”。在这里，我们展示了如何结合纳米纤维和纳米成像方法，使我们能够实时记录酞菁分子PcH2及其量身定制的衍生物F24PcH2的量子衍射图案的完整二维构建，质量为1298 amu。使用激光控制的微蒸发源来产生具有所需强度和相干性的分子束，并且在10 nm厚的氮化硅膜中加工光栅以减少范德华力的影响。宽场荧光显微镜用于检测每个分子的位置，精确度为10 nm，并揭示随机到达且内部热的单分子的确定性系综干涉图案的建立。
2014-02-08 physics.optics quant-ph
On chip scalable highly pure and indistinguishable single photon sources in ordered arrays: Path to Quantum Optical Circuits
量子光路的实现是量子光子信息处理的核心。然而，长期存在的障碍是缺乏同时满足以下所需特性的单光子源（SPS）平台：空间有序的SPS阵列，其按需产生高纯度且不可区分的单光子，其具有跨阵列的足够均匀的发射特性，这是来自不同源的光子之间的受控干涉所需的，以实现功能性量子光学网络。在这里，我们报告这样一个平台的SPS的基础上一类新的外延量子点。在共振激发下，无Purcell增强的SPS的单光子纯度>99%（g（2）（0）~ 0.015），双光子Hong-Ou-Mandel干涉能级为0.82 $\pm$ ~ 0.03（11.5K），光谱非均匀性<3 nm-1。我们的SPS平台为创建片上可扩展的量子光子系统铺平了道路。
2021-11-07 quant-ph
Large-scale quantum-dot-lithium-niobate hybrid integrated photonic circuits enabling on-chip quantum networking
提出一种将量子点单光子源与低损耗铌酸锂电路大规模集成的混合光子架构，利用薄膜铌酸锂压电特性实现片上光谱调谐，成功演示了空间分离单光子源间的量子干涉，为可扩展片上量子网络奠定基础。
2025-03-31 physics.optics quant-ph
Near-infrared Hong-Ou-Mandel interference on a silicon quantum photonic circuit
在硅纳米光子定向耦合器中观察到了近红外Hong-Ou-Mandel量子干涉，其片上原始载流子浓度为90.5%。利用自注入锁定激光器泵浦，在双极化KTiOPO 4波导芯片中产生了1557 nm的双光子纠缠态，并进行了光子统计测量。有效的四端口耦合在通信C波段和高折射率对比度硅光子学平台的证明，与量子干涉可见性的理论预测相匹配。剩余的量子可见性缺陷的成分进行检查，支持的顺序触发的多对双光子贡献和可见性补偿技术的理论分析，对可扩展的高比特率量子信息处理和通信。
2012-12-03 physics.optics quant-ph
Matter-wave interferometry in a double well on an atom chip
物质波干涉实验使我们能够在最基本的量子水平上研究物质，并为惯性和引力场传感等应用提供高精度传感器的基础。这两个目标的成功都需要开发出既能操纵物质波又能保持其相干性和相位的原子光学元件。在这里，我们提出了一个集成的干涉仪的基础上，一个简单的，相干的物质波分束器上构建的原子芯片。通过使用射频诱导的绝热双阱势，我们证明了分裂的玻色-爱因斯坦凝聚体成两个云分离的距离从3到80微米，使隧道和隔离制度。此外，通过分析由两个云的超冷原子起源于一个单一的凝聚相结合所形成的干涉图案，我们测量的确定性相演变整个分裂过程。我们表明，我们可以控制两个完全分离的样品之间的相对相位，我们的分束器是相位保持的。
2005-09-26 quant-ph
Telecom-Band Entanglement Generation for Chipscale Quantum Processing
我们证明了在纳米尺度的绝缘体上硅（SOI）波导中通过克尔非线性产生的非简并和简并光子对的偏振纠缠。我们采用一种紧凑的对向传播结构来产生双光子偏振纠缠态，|H>| H> +| V>| V>.我们观察到的双光子干涉的可见度> 91%和> 80%的非简并和简并光子对，分别。实验结构可以在光学芯片上实现，作为未来量子计算机和通信应用的纠缠光子的集成源。
2008-01-17 quant-ph
High-order harmonic generation from diatomic molecules in elliptically polarized driving fields: a generalized interference condition
我们研究了强椭圆偏振驱动场对定向双原子分子高次谐波谱的影响。在强场和单激活电子近似下，我们导出了椭圆极化场的广义双中心干涉条件，该条件考虑了s-p混合和轨道对称性。我们表明，非零椭圆度引入了一个有效的动态位移的角度，两个中心的干涉最大值和最小值发生，关于现有的条件为线性偏振场。这种位移取决于返回电子沿每个可能轨道平行和垂直于椭圆主轴的场修饰动量分量之间的比率。由于这种依赖性，我们发现，将有一个模糊的两个中心的干涉极小值，并增加椭圆率导致分裂在这样的模式。这些功能进行了详细研究H2和Ar 2。
2013-05-20 physics.atom-ph quant-ph
Controlled interference of association paths in the conversion of ultracold atoms into molecules
提出了一种通过固定两个振荡磁场之间的相位差来控制超冷原子向分子转化的方案。该方案是基于使用的磁费什巴赫共振的字段调制，其包含与对应于主共振和次谐波之一的频率振荡的条款。由振荡项激活的两个缔合过程之间的干扰通过相位差来控制。结果，可以实现有效相互作用强度的显著增加或减小。该方案在标准技术条件下是可行的。特别是，该方法被发现是强大的对在实际设置中存在的退相干源的影响。讨论了该方法处理场调制中二次项的适用性。
2015-11-04 cond-mat.quant-gas 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
Conformer-selection by matter-wave interference
我们建立了近共振紫外光栅的物质波干涉可以用来空间分离复杂分子的各个构象。我们的计算表明，所制备的光束的构象纯度可以接近100%，所有的分子保持在其电子基态。所提出的技术不依赖于分子的偶极矩和自旋，因此为碳氢化合物和生物分子（如神经递质和激素）的结构敏感实验铺平了道路，迄今为止，这些实验避免了符合纯分离
2018-10-29 physics.chem-ph quant-ph
A photonic chip-based machine learning approach for the prediction of molecular properties
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；Tongji University（同济大学）；Agency for Science, Technology and Research（新加坡科技研究局）；Advanced Micro Foundry（先进微铸造厂）；Tencent America（腾讯美国）
机器学习方法彻底改变了新分子和新材料的发现过程。然而，神经网络对复杂性不断增加的分子的密集训练过程导致计算成本呈指数级增长，导致长模拟时间和高能耗。光子芯片技术为实现神经网络提供了一个替代平台，与数字计算机相比，它具有更快的数据处理速度和更低的能耗。光子学技术自然能够实现复值神经网络，而无需额外的硬件成本。在这里，我们展示了光子神经网络预测分子的量子力学性质的能力。据我们所知，这项工作是第一次利用光子技术在计算化学和分子科学中的机器学习应用，如药物发现和材料设计。我们进一步表明，可以通过多任务回归学习算法在光子芯片中同时学习多个属性，这也是同类中的第一个，因为大多数以前的工作都集中在实现网络的分类任务。
2022-12-26 cs.ET cs.LG physics.optics
Manipulating multi-photon entanglement in waveguide quantum circuits
片上集成光子电路对于量子技术和量子光学科学的进一步发展至关重要。在这里，我们报告的精确控制单光子状态和多光子纠缠直接在芯片上。我们使用基于电阻元件的集成光学相位控制来操纵路径编码量子比特的状态，观察到98.2+/-0.3%的干涉对比度。我们通过观察在波导电路中产生的2-和4-光子纠缠态的干涉条纹来展示集成量子精密测量，其各自的干涉对比度为97.2+/-0.4%和92+/-4%，足以击败标准量子极限。最后，我们展示了一个可重构的电路，可以连续准确地调整量子干涉的程度，最大可见度为98.2+/-0.9%。这些结果不仅为单个光子，而且为光的所有量子态开辟了自适应和完全可重构的光子量子线路。
2009-11-06 quant-ph
Near-unity quantum interference of transverse spatial modes in an ultra-compact inverse-designed photonic device
本文提出3 μm × 3 μm逆向设计横向模式分束器，在1550 nm光子上实现最高99.56±0.64%、平均99.38±0.41%的可重复Hong-Ou-Mandel干涉，为紧凑高维集成量子光子器件奠定基础。
2025-05-13 quant-ph
Programmable four-photon graph states on a silicon chip
未来的量子计算机需要一个可扩展的架构，一个支持数百万高性能组件的可扩展技术。基于图状态的基于测量的协议代表了光学量子计算架构的最新技术水平。硅光子学提供了巨大的规模和成熟的量子光学功能。在这里，我们报告的第一个演示的光子图形状态的大规模制造的芯片上使用四个芯片上产生的光子。我们生成星型和线型图形状态，实现一个基本的基于测量的协议，并测量芯片的四个光子的预示干扰。我们开发了一个设备的模型，并使用贝叶斯推断限制了主要的误差源。限制芯片级量子光学的双光子屏障现在已经被打破;未来芯片上光子数的增加现在只取决于减少损耗和提高速率。这项实验将硅技术与基于图形的架构相结合，为大规模量子未来指明了一条道路。
2018-11-07 quant-ph
Entangled photons from on-chip slow light
我们报道了第一个使用片上慢光器件的纠缠产生实验。在基于硅光子晶体的耦合谐振腔光波导中，利用慢光效应增强的高效自发四波混频，产生了1.5- $μ$ m波段高维时间仓纠缠光子对。我们进行了双光子干涉实验，观察到了与可见光$>74\%$的符合条纹。目前的结果使我们能够实现一个芯片上的纠缠源具有非常小的足迹，这是一个必要的功能，量子信息处理的基础上集成的量子光子学。
2014-01-29 physics.optics quant-ph
Wave and Particle in Molecular Interference Lithography
大质量物体的波粒二象性是量子物理学的基石，也是电子显微镜、中子衍射或原子干涉测量等许多现代工具的关键特性。在这里，我们报告的第一个实验演示的量子干涉光刻与复杂的分子。将分子物质波干涉图案沉积在重建的Si（111）7x7表面上，并使用扫描隧道显微镜成像。因此，粒子和分子的量子波特性可以在同一个图像中可视化。因此，这种纳米光刻的新方法也代表了量子干涉实验的一种灵敏的新检测方案。
2010-01-04 quant-ph
Indistinguishable near infra-red single photons from an individual organic molecule
通过使用单个有机分子的零声子线发射，我们实现了在近红外中不可区分的单光子源。利用Hong-Ou-Mandel干涉实验获得了2K时大于50%的双光子合并几率。研究了温度相关的退相过程对双光子干涉衬度的贡献。我们表明，分子提供了几乎理想的不可分辨的单光子在最低温度时，退相几乎是寿命有限的。该光源用于产生后选择偏振纠缠光子对，作为量子信息应用的实验平台。
2010-11-29 quant-ph
Controllable Entanglement Distribution Network Based on Silicon Quantum Photonics
纠缠分发网络通过共享纠缠资源将远程用户连接起来，这是实现量子互联网的必要条件。提出了一种基于硅量子光子芯片的可控纠缠分发网络（c-EDN）。利用硅波导中的自发四波混频（SFWM）产生量子光源阵列，并在带热相移器的片上马赫-曾德尔干涉仪中通过时间反转的Hong-Ou-Mandel干涉将纠缠资源分配给不同的用户。设计并制作了一个芯片样品，支持一个3位数和24个用户的c-EDN。实验证明，通过相移器控制量子干涉，可以将纠缠分布的网络拓扑重构为三种网络状态。此外，作为c-EDN的一个应用，实现了一个可重构的基于纠缠的QKD网络。可重构的网络拓扑结构使得c-EDN适用于需要复杂网络控制和管理的未来量子网络。此外，硅量子光子芯片具有产生和操纵大量纠缠资源的能力，在大规模c-EDN方面具有巨大的潜力。
2022-07-22 quant-ph
Probing atoms and molecules close to macroscopic bodies
该教授资格论文总结了作者在片上集成原子源制备、近场Casimir-Polder相互作用温度特性验证、纳米结构原子蒸气光谱基准研制及近表面分子气体光谱实验可行性探索方面的研究进展。
2023-12-19 physics.atom-ph quant-ph
On-Chip Scalable Coupled Single Photon Emitter- All Dielectric Multifunctional Quantum Optical Circuits Working on a Single Collective Mie Resonance
我们提出了基于有限元方法的光网络中的片上受控光子干涉的仿真结果，该光网络基于基元的互连阵列，基元包括嵌入在基于光刻可制造矩形电介质构建块（DBB）的元结构中的单个光子源（SPS），其中整个电路的单个集体米氏谐振提供了纳米天线、状态保持引导分束和合束。实现了SPS到DBB的共同设计的集体Mie模式的有效耦合。这些发现为芯片上可扩展的纳米光子量子信息处理系统的光学电路的制造和检查提供了强有力的激励。
2018-11-16 physics.optics quant-ph
