Azimuthal entanglement and multichannel Schmidt-type decomposition of non-collinear biphotons
分析了非共线频率简并双光子态的方位角纠缠。方位角纠缠的程度被发现是非常高的，与施密特参数$K$的数量级上的泵腰，其波长的比率。提出了一种方案，部分实现这种高纠缠资源的形式，多通道施密特型分解。
2016-01-08 quant-ph
Lorentz-invariant mass and entanglement of biphoton states
一组粒子的洛伦兹不变质量的概念被证明适用于自发参量下转换过程中形成的双光子态。当洛伦兹不变质量与施密特参数$K\gg 1$直接相关（成比例）时，双光子态相对于发射光子的横波矢量的纠缠度很高。
2019-05-09 quant-ph
Self-induced manipulation of biphoton entanglement in topologically distinct modes
Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；Ningbo University（宁波大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
本文提出通过波导非线性与晶格结构结合，利用泵浦功率自诱导调控缺陷态拓扑性质，在拓扑平凡模式上生成双光子纠缠态，并给出实验方案及其在SSH模型和容错量子信息处理中的应用。
2025-11-08 quant-ph
Restoring and tailoring very high dimensional spatial entanglement of a biphoton state transmitted through a scattering medium
本文通过测量薄散射介质的传输矩阵并设计相位掩模加载到空间光调制器上，成功恢复并调控了仅单光子经过散射介质传输的8000维动量纠缠双光子态，为复杂介质中的高维量子信息处理提供了实验方法。
2022-06-01 physics.optics quant-ph
Entropy of entanglement in continuous frequency space of the biphoton state from multiplexed cold atomic ensembles
我们考虑了一个多路复用冷原子系综方案，该方案产生了一个纠缠熵可控的频率纠缠双光子态。双光子态由一个通信光子（信号）和一个红外光子（闲频）组成，通过与两个经典泵浦场的四波混频。将原子系综与频移和相移的信号光和闲频光进行复用，可以对双光子态的光谱特性进行操纵和控制。该方案通过映射出纠缠熵，为纠缠资源提供了最优配置。这为有效的长距离量子通信和量子信息处理中潜在有用的多模结构铺平了道路。
2016-01-05 quant-ph
Holographic Storage of Biphoton Entanglement
利用多模量子存储器实现多光子纠缠的相干可逆存储是可扩展全光量子信息处理的关键。虽然单光子已经成功地存储在不同的量子系统中，但多光子纠缠的存储仍然具有挑战性，因为对光子纠缠源、多模量子存储器以及它们之间的量子接口的相干控制是至关重要的。在这里，我们展示了一个相干的和可逆的存储双光子贝尔型纠缠与全息多模原子系综的量子存储器。利用量子态层析成像技术，在1微秒的存储时间内，恢复的双光子纠缠违反了Bell不等式，存储过程保真度达到98%。
2012-04-06 quant-ph
Harnessing high-dimensional hyperentanglement through a biphoton frequency comb
量子纠缠是安全信息处理和通信的基本资源，其中超纠缠或高维纠缠已被分别提出用于高数据容量和错误恢复。能量-时间纠缠的连续变量性质使其成为具有最小限制的高效高维编码的理想候选者。在这里，我们展示了第一个同时高维超纠缠使用双光子频率梳，利用在能量和时间域的全部潜力。Hong-Ou-Mandel的量子复兴被证明是一个长期假设，有19个时间仓，96.5%的活力。我们进一步见证了高维能量-时间纠缠通过弗兰森复苏，这是定期观察到的整数时间仓，97.8%的可见性。这个量子态被观察到同时违反广义贝尔不等式的高达10.95偏差，而观察到经常性的Clauser-Horne-Shimony-Holt S-参数高达2.76。我们的双光子频率梳提供了一个平台，在光子有效的量子通信走向最终的信道容量，通过能量-时间-偏振高维编码。
2015-06-13 physics.optics quant-ph
Anisotropically high entanglement of biphotons generated in spontaneous parametric down conversion
我们证明了通过自发参量下转换产生的双光子的波包是强各向异性的。它的各向异性的特点表现在两个不同的计划进行的测量比较非常清楚：当探测器扫描平面是垂直或平行于平面包含晶体光轴和激光轴。第一个方案是传统的，而第二个方案则产生了一些意想不到的新结果，如双光子波包在符合方案中的窄化和很高的纠缠度。理论预测和实验证实了这一结果。
2006-12-13 quant-ph
Thermal biphotons
量子光学的诞生标志着热光下汉伯里-布朗-特维斯（HBT）效应的观测。到目前为止，所有考虑的热源都没有光的量子特征，因为它们由发射不相关光子的独立发射器组成。在这里，我们提出并证明了一种基于相位随机空间纠缠光子的非相干光源，我们硬币热双光子。我们表明，在对比热光，HBT的热双光子峰的宽度是由它们的相关性，导致违反Siegert关系和崩溃的斑点波动解释。我们进一步提供了另一种解释的结果，通过绘制HBT效应和相干后向散射光之间的连接。最后，我们讨论了空间纠缠在观测结果中的作用，在自发参量下转换（SPDC）的双高斯近似下，导出了Schmidt数与Siegert关系的破坏程度之间的关系。我们的工作反映了在纠缠存在下热光相干性的新见解，为使用无序平均测量进行纠缠认证铺平了道路。
2022-03-13 physics.optics quant-ph
Entangling entanglement: coupling frequency and polarization of biphotons on demand
提出基于共路非线性干涉仪的方法，通过调节偏振控制器实现宽带双光子频率与偏振自由度的按需耦合与解耦，为量子信息处理和基础物理研究提供任意双光子偏振态生成手段。
2023-11-23 quant-ph
Topologically protected entangled photonic states
纠缠多光子态是量子信息、计算和通信的核心。近年来，拓扑学已经成为一种新的途径，可以在存在制造缺陷、无序和其他噪声源的情况下鲁棒地传输量子态。虽然单光子和关联光子的拓扑保护最近已经在实验中得到了证明，但拓扑保护纠缠态的观察迄今为止仍然难以捉摸。在这里，我们实验证明了空间纠缠双光子态的拓扑保护。我们观察到鲁棒性的拓扑双光子相关映射的关键功能的存在下，故意引入的硅纳米光子结构中的混乱，在与非拓扑结构中缺乏鲁棒性的对比。拓扑保护可以保证纠缠拓扑模的相干传输，从而实现无序系统中量子信息的稳健传输.
2019-02-26 physics.optics quant-ph
Transverse Entanglement of Biphotons
我们测量了自发参量下转换（SPDC）中光子对从近场到远场传输过程中的横向纠缠。的Fedorov比，取决于有条件和无条件的强度测量的宽度，示出仅能够表征纠缠在近场和远场区的源。因此，我们也采取了不同的做法。通过计算一个子系统的一阶相干性，我们可以量化它的纠缠。与以前的测量，通过强度相关性确定Fedorov比不同，我们的设置对双光子状态的相位和模量都很敏感，因此总是允许实验访问SPDC状态的完整横向纠缠。理论上表明，该方案代表了施密特数的直接测量。
2013-08-23 quant-ph
Quality of Spatial Entanglement Propagation
我们探索，从实验和理论上，空间纠缠光子对（双光子）的传播动力学。纠缠的表征是通过施密特数来完成的，施密特数是纠缠度的通用度量，与状态到其子系统的不可分离性直接相关。我们开发的施密特数，依赖于常用的双高斯近似的双光子波函数的振幅和相位的条款的表达式，并证明迁移的振幅和相位之间的纠缠传播。然后，我们扩展此分析，将在泵浦光束和更现实的非高斯波函数的更高的空间频率内容的相位曲率。具体来说，我们推广的经典光束质量参数M2的双光子，允许更多的信息丰富的光束和更复杂的动力学的描述。协议被发现与实验测量使用直接成像和傅立叶光学。
2017-05-31 physics.optics quant-ph
Revival of Quantum Interference by Modulating the Biphotons
操纵单光子或双光子的波包的可能性丰富了量子光学和量子信息科学，从忠实的量子态映射和高效的量子存储到单光子的纯化。在这里，我们展示了波包操纵在恢复量子干涉上的另一个迷人的用途。通过调制光子的时间波包，我们观察到后选择纠缠的恢复，否则会由于量子干涉不良而退化或丢失。我们的研究表明，纠缠的恢复量只受调制形式的限制，如果调制函数设计得当，纠缠可以完全恢复。我们的工作在长距离量子通信和线性光量子计算中有潜在的应用，特别是量子中继器和大团簇态。
2019-09-30 physics.optics quant-ph
Go and return propagation of biphotons in fiber and polarization entanglement
纠缠光子在光纤中的传输是实现量子通信协议的基本问题之一。当考虑偏振态纠缠时，就出现了补偿光纤对光子偏振态影响的问题。在本文中，我们展示了一个有效的解决方案，法拉第镜允许消除不希望的影响，在光纤中的偏振漂移。这种技术被应用到一个协议，用于产生贝尔态的一个狭窄的时间选择的二阶强度关联函数。
2006-10-21 quant-ph
Biphoton states in correlated turbulence
分析了湍流对光子对在同一介质中共同传播的影响。的行为进行比较的情况下，这些光子分别通过不同的湍流介质传播。通过推导和求解无穷小传播方程，用多相屏方法进行分析。我们应用这些结果的情况下，初始光子纠缠在其空间自由度的援助下，自发参量下转换。结果表明，对于该输入态，在弱闪烁近似下，关联介质中纠缠的衰减比非关联介质中的衰减快。在弱闪烁近似下，当纠缠接近于零时，相关介质中的纠缠衰减较慢-作为闪烁强度的函数渐近地接近于零。这是相反的情况下，在不相关的介质中，纠缠成为零，在有限的闪烁强度。
2016-12-08 physics.optics quant-ph
Frequency-Resolved Simulations of Highly Entangled Biphoton States: Beyond the Single-Pair Approximation. II. Application to Entanglement-based Quantum Key Distribution
本文利用联合光谱振幅阶数展开模拟高纠缠双光子QKD系统，量化多光子对事件、光谱及装置缺陷的影响，并与密钥率和量子比特错误率实验吻合。
2024-12-01 quant-ph
Schmidt decomposition for non-collinear biphoton angular wave functions
用解析方法得到了非共线双光子角波函数的施密特模。实验实现的程序描述了它们的分离。利用Schmidt分解的参数来评价双光子的角纠缠度。
2014-11-08 quant-ph
Polarization Entanglement in Atomic Biphotons via OAM-to-Spin Mapping
National Cheng Kung University（国立成功大学）
通过OAM到偏振的映射，在冷原子系统中实现偏振纠缠双光子，验证了非局域相关性的存在，并建立了原子OAM资源与量子通信网络的接口。
2025-12-12 quant-ph
Real-Space Analysis of Two-Photon Polarization States in Type-II SPDC for High-Purity Polarization Entanglement
Graduate School of Engineering, Chiba University（千叶大学大学院工学研究科）
本研究通过分析II型SPDC双光子波函数的实空间偏振态分布，设计关联对齐孔径，提升了纠缠纯度与光子收集效率，为高亮度高纯度SPDC纠缠源提供了新设计原则。
2026-08-28 physics.optics quant-ph
Optimal propagation distance for maximal biphoton entanglement through the weakly turbulent atmosphere
University of Rochester（罗切斯特大学）；University of Ottawa（渥太华大学）
针对自由空间量子通信受大气湍流影响的问题，本文基于扩展惠更斯-菲涅耳原理和Kolmogorov模型推导SPDC双光子经湍流传输的密度算符，明确了角OAM纠缠最大化的最优传输距离区间。
2025-11-13 quant-ph
Spectral shaping of the biphoton state from multiplexed thermal atomic ensembles
从理论上研究了多路复用热原子系综中双光子态的光谱特性。这种双光子态来源于两个弱泵浦光场在四波混频条件下产生的级联辐射。在这种条件下，可以产生一个信号光子从上跃迁，选择在电信带宽，随着相关的闲频光子从较低的红外跃迁。我们可以通过多路复用原子系综与频移发射来对双光子态进行光谱整形，其中纠缠熵可以通过施密特分解来分析。我们发现，这种光谱纠缠增加时，更多的蒸汽细胞与相关或反相关的信号和空闲字段复用。在这种复用方案下，Schmidt基中的本征值趋于简并，相应的Schmidt数可以大于复用汽胞的数目，这表明在连续频率空间中纠缠熵和过剩关联模的增大。我们还研究了复用方案中允许的最低纠缠熵，这对于产生纯单光子源是有利的。这显示了对双光子源进行光谱整形的潜力，其中高容量的光谱模式可以应用于长距离量子通信和多模量子信息处理。
2019-05-23 quant-ph
Almost indistinguishable single photons via multiplexing cascaded biphotons with cavity modulation and phase compensation
由碱金属原子系综产生的级联双光子是一种很好的纠缠源，可以实现长距离量子通信。利用光纤量子网络中级联光子上跃迁的低损耗通信带宽，可以实现远距离量子信息的传输。同时，这种高度方向性和频率相关的双光子的下跃迁的红外光子可以在四波混频过程中产生，并可以作为集体自旋波存储在本地。在这里，我们从理论上研究了这种双光子的频率纠缠，并提出了两种方法来消除它们在频率空间中的相互关联。第一种方法应用光学腔，通过相位补偿复用多个原子系综将双光子光谱调制成更对称和窄的光谱函数。单光子的纯度达到$0.999$，双光子的纠缠熵$S$降低到$0.006$，比无复用时的纠缠熵小$200$倍。另一种方法采用两个原子系综中的激光场的对称泵浦，这导致当对两个光子使用非歧视检测设备时$S\sim 0.3$的适度减少。极低频纠缠意味着几乎不可分辨的单光子源，这为光子量子模拟和计算提供了潜在的资源。
2022-01-26 quant-ph
Algebraic Characterization of Biphoton Spatial-Mode Entanglement in Higher-Order Laguerre--Gaussian-Pumped SPDC
Graduate School of Engineering, Kochi University of Technology（高知工科大学大学院工学研究科）
本文通过将LG泵浦SPDC分解为分束器变换与空间双模压缩，建立代数框架，推导施密特数解析式，统一描述高阶LG泵浦SPDC的模式结构、守恒律与纠缠维度。
2026-10-01 quant-ph
On-chip generation of hybrid polarization-frequency entangled biphoton states
我们展示了一个芯片集成的半导体源，结合了偏振和频率纠缠，允许产生纠缠双光子态的混合自由度，而无需后处理。我们的AlGaAs器件是基于第二类自发参量下转换（SPDC）的对向传播相位匹配方案，其中模式双折射升降机之间的两个可能的非线性相互作用的简并。这允许在室温和电信波长下，以两种不同的空间模式直接产生偏振频率纠缠光子，为量子信息协议提供增强的灵活性。通过测量双光子的联合谱和Hong-ou-Mandel干涉，在混合极化-频率空间中重构受限的密度矩阵，量化了态纠缠.
2022-08-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High-dimensional time-frequency entanglement in a singly-filtered biphoton frequency comb
提出并生成单滤波高维双光子频率梳，验证其时频纠缠，并在10公里光纤中分发，时间箱维度至少达168，助力高效量子信息处理与高容量网络。
2023-09-12 quant-ph
Toolbox for continuous variable entanglement production and measurement using spontaneous parametric down conversion
我们提供了一个工具箱，连续变量量子态工程和横向泵浦配置中的自发参量下转换产生的双光子态的表征。研究表明，泵浦光入射光斑和角度的控制对应于双光子共轭集体连续变量的相空间位移。特别是，我们用半导体器件上的数值模拟说明了这种技术如何可以用于工程和表征频率和时间自由度的任意状态。
2015-06-19 physics.optics quant-ph
Biphoton shaping with cascaded entangled-photon sources
量子纠缠是量子光学的重要组成部分，在计算、密码学和计量学等领域得到了广泛的应用。光子之间的纠缠可以存在于各种自由度（DOF）中，即使是最简单的二分系统也可以占据很大的希尔伯特空间。因此，希望通过在多个自由度中完全控制纠缠光子的性质来将这种多维空间用于各种量子应用。虽然目前的纠缠光子源能够在一个或多个自由度中产生纠缠，但目前缺乏可以在多个自由度中塑造和控制纠缠特性的实用技术。在这里，我们表明，级联两个或多个纠缠光子源之间的可调线性介质，使我们能够产生光子对，其纠缠特性可以定制和形状的频率和偏振域。我们首先建立了一个量子力学模型来研究级联结构产生的量子态，并特别考虑了泵浦时间相干性、线性色散和纠缠光子源之间的结构偏振变换的影响。然后，我们实验产生的光子对可调纠缠特性通过操纵的色散和双折射特性的线性介质放置在两个纠缠光子源之间。这是在一个全纤维，相位稳定，无干扰的配置。我们的研究结果表明，级联结构提供了很大的灵活性，在多个自由度的纠缠光子的属性调谐，开辟了一条新的途径，在工程量子光源。
2019-09-08 physics.optics quant-ph
Entanglement Swapping for Generation of Heralded Time-Frequency-Entangled Photon Pairs
光子的时频纠缠是量子信息处理技术的一个重要资源。我们研究了在低增益区利用三波混频实现时频自由度连续变量纠缠交换，目的是产生高纯度和低多对几率的双光子态.通过和频产生将来自两个双光子源中的每一个的一个光子组合以创建先驱光子来实现先驱。我们提出了一个现实的模型与脉冲泵，研究解决的先驱光子的频率的影响，并发现，频率分辨测量先驱光子是必要的，以产生高纯度的双光子。我们还发现了成功的纠缠交换率和纯度和量化的纠缠资源（负性）的预示双光子状态之间的权衡。
2018-08-21 quant-ph
Bayesian tomography of high-dimensional on-chip biphoton frequency combs with randomized measurements
由于集成双光子频率梳（BFC）的出现，频域量子信息处理因其固有的高维性和与光纤网络兼容的纠缠特性而受到越来越多的关注。然而，这种状态的量子态层析成像（QST）需要复杂且精确的有源混频操作工程，这是难以缩放的。为了解决这些限制，我们提出了一种新的解决方案，采用脉冲整形器和电光相位调制器（EOM）来执行随机操作，而不是以规定的方式混合。我们成功地验证了纠缠和重建全密度矩阵的BFC产生的片上Si $_{3}$ N $_{4}$微谐振器（MRR）在高达一个$8\times8$维二维量子希尔伯特空间，最高的维度频率箱。更一般地说，我们所采用的贝叶斯统计模型可以针对具有有限测量能力的各种量子系统进行定制，从而形成以最佳方式利用所有可用数据的机会断层扫描框架。
2022-01-24 physics.optics quant-ph
Does entanglement enhance single-molecule pulsed biphoton spectroscopy?
本研究探究纠缠对单分子脉冲双光子光谱学的增强作用，明确了光谱信息的贡献构成，证实时频纠缠可提升弱泵浦PDC探针的性能，且非纠缠测量能捕获大部分信息，为量子光谱应用提供依据。
2023-07-05 physics.atom-ph quant-ph
Photon entanglement entropy as a probe of many-body correlations and fluctuations
最近的理论和实验已经探索了使用纠缠光子作为物质系统的光谱探针。本文给出了纠缠双光子态在光腔中散射的熵产生的理论描述。我们使用微扰理论，通过扩展双光子散射矩阵的单光子项，其中我们通过一个复杂的耦合常数，$ξ$引入光子-光子相互作用。我们表明，冯诺伊曼熵提供了一个简洁的措施，这种相互作用。然后，我们开发了一个微观模型，并表明，在快速波动的限制，纠缠熵消失，而在限制的耦合是均匀加宽，纠缠熵依赖于波动的大小，并达到最大值。
2018-05-18 physics.optics quant-ph
Development of Biphoton Entangled Light Spectroscopy (BELS) using Bell pairs
The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
BELS通过贝尔对和双光子干涉探测材料性质，利用双光子路径和偏振关联变化建立新的纠缠增强光谱学框架，用于表征量子材料和光物质相互作用。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Entanglement of qutrits and ququarts
我们以一般形式研究了双光子量子态和量子态的纠缠，即在共线过程中形成的态，以及相应的简并和非简并自发参量下转换。光子的不可压缩性，并为quququarts，联合存在的频率和偏振纠缠被充分考虑。在qutrits的情况下，最一般的三参数家庭的最大纠缠和非纠缠态被发现，和反相关的纠缠度和偏振度的发生，并被描述为一个相当简单的公式。双光子quququarts被证明是双qudits与单光子希尔伯特空间维数$d=4$，这显着不同于他们经常使用的双qubit模型（$d=2$）。本文导出并讨论了双光子量子纠缠量子数的新表达式。对于qutrits和quququarts，描述了直接测量纠缠度的相当简单的程序。
2010-09-27 quant-ph
Entanglement source and quantum memory analysis for zero added-loss multiplexing
本文深入分析了零附加损耗复用（ZALM）架构中的SPDC源、贝尔态测量与量子存储器加载，推导密度算符以评估预示概率、效率和保真度，并揭示了确保双光子高纯度与忠实存储加载的关键特征。
2024-09-26 quant-ph
648 Hilbert space dimensionality in a biphoton frequency comb
本文针对量子信息处理中提高纠缠维度的需求，展示了超纠缠、锁模的双光子频率梳，实现至少648维时频希尔伯特空间，为密集量子信息处理和高维量子密钥分发提供平台。
2020-05-15 quant-ph
Frequency and temporal entanglement of biphoton states in spontaneous parametric down conversion with a short-pulse pump
描述了光谱和时间符合以及单粒子光子波包，求出了它们的宽度和持续时间，用符合谱宽与单粒子谱宽之比R表征纠缠度。在频率表示中，该参数被发现作为泵浦脉冲持续时间的函数。这个函数被证明有一个最小值，甚至在最小值，在相当自然的条件下，参数R被发现是非常高的（R=73>>1）。施密特数K被发现为短和长泵浦脉冲和内插为任意脉冲持续时间。R和K的所有函数依赖性被发现是相同的，它们之间的数值差异不超过20%。详细研究了双光子态的双时间时间波函数，发现在短抽运脉冲和长抽运脉冲的情况下，双光子态的双时间波函数有相当大的差别。在长脉冲的情况下，时间参数R被定义为单粒子和符合信号的持续时间的比率，并且以这种方式定义的参数R被示出为非常接近施密特数K。
2008-07-12 quant-ph
The Schmidt modes of biphoton qutrits: Poincare-sphere representation
对于一般形式的偏振双光子quutrit，物理上对应于一对任意偏振的光子在一个单一的频率和波矢量模式，我们明确地发现偏振施密特模式。提出了一种简单的态矢量分解方法，得到了分解态矢量的光子产生算符的显式表达式，证明了量子态的纠缠度和偏振度直接依赖于分解态矢量的对易性.基于庞加莱球给出了量子态整体的斯托克斯矢量、施密特模和因式分解单光子产生算符的清晰图示。提出了一个测量Schmidt分解参数的实验方案，并演示了Qutrit纠缠的操作意义。
2013-03-30 quant-ph
Massive-mode polarization entangled biphoton frequency comb
频率复用纠缠光子对和高维超纠缠光子对是实现大容量量子通信的有效手段。利用纠缠态的双光子频率梳（BFC）可以制备这两种态。我们展示了极化纠缠BFC超过1400频率模式，这是大约两个数量级大于早期纠缠BFC，通过放置一个单一的谐振周期极化铌酸锂波导谐振器内的Sagnac循环。通过测量联合光谱强度、互相关和自相关来证明BFC。此外，利用量子态层析技术验证了在代表性频率模式组处的偏振纠缠，其中每个保真度都超过0.7。高效产生双模纠缠BFC有望加速量子通信容量的增长。
2022-06-06 quant-ph
Frequency correlation requirements on the biphoton wavefunction in an induced coherence experiment between separate sources
在成像、光谱学、显微镜和光学相干断层扫描（OCT）中的新应用中，重新对使用在单独的下转换器源中产生的光束之间的相干性感兴趣。这些方案利用连续波（CW）泵浦在低参数增益制度，产生频率相关性，和频率纠缠，在每个单一的源中产生的信号空闲对之间。但是，如果没有频率相关，那么双光子波函数是可因式分解的，还能观察到诱导相干吗？我们将证明这是事实，这可能是OCT应用的一个优势。高轴向分辨率需要大带宽。对于CW泵浦，这需要使用短的非线性晶体。这是有害的，因为短晶体产生小的光子通量。我们表明，使用超短泵浦脉冲可以提高轴向分辨率，即使是长晶体，产生更高的光子通量。
2020-10-21 physics.optics quant-ph
Direct Manipulation of quantum entanglement from the non-Hermitian nature of light-matter interaction
本文利用原子量子干涉诱导的非厄米特性，在双光子系统中演示例外点，并实现从拉比振荡到反聚束指数衰减的大范围纠缠调控，为无需人工结构即可控制天然非厄米过程及量子控制提供新方法。
2023-11-30 quant-ph
Noncollinear biphoton states: enormously high resource of azimuthal entanglement as it's seen in Cartesian variables
分析了自发参量下转换中非共线频率简并I型区的单粒子和符合光子分布。非共线性本身被证明提供了一个新的机制，强加宽的单粒子分布在笛卡尔分量的光子的横波矢量。与此相关，纠缠度似乎非常高，事实上，这是在用于表征光子波矢量的球面角形式中发现的相同的巨大方位角纠缠资源（Phys. Rev. A，{ \bf 93}，033830，2016）。在笛卡尔变量中，这种现象表现为强烈的加宽和出现的单粒子分布曲线的非常不寻常和特殊的形状。理论上，这些效应的关键原因是两个光子在两个正交自由度之一上的总波函数的减少。在建议和讨论的实验方案中，这意味着必须考虑发射锥的所有光子，而不是仅考虑在一个给定平面中传播的光子，这是许多实验中的常见做法。
2017-09-03 math.PR quant-ph
Broadening the bandwidth of entangled photons: a step towards the generation of extremely short biphotons
我们展示了一种技术，允许完全控制纠缠光子的带宽独立的频带的兴趣和非线性晶体。我们表明，这种技术允许产生几乎变换限制的双光子与几乎一个倍频程的带宽（数百太赫兹），这对应于相关时间只有几个飞秒。该方法为研究阿秒纠缠光子量子光学提供了一个有力的工具。该技术也可以用来产生具有非常高的纠缠度的成对光子。
2008-07-25 quant-ph
Direct measurement of the biphoton Wigner function through two-photon interference
Hong-Ou-Mandel（HOM）实验是量子光学的基准，证明了光子的量子性质。为了更深入地研究一个系统的量子态，例如由光子组成的系统，需要直接测量或重建相空间中的维格纳函数或其它准概率分布。在本文中，我们表明，一个简单的修改，在著名的HOM实验提供了直接测量的维格纳函数。我们将我们的结果应用到一个广泛使用的量子光学系统，由参量下转换过程中产生的双光子。在这种方法中，维格纳函数的负值是两个光子之间非高斯纠缠的充分条件。在一般情况下，维格纳函数提供了所有所需的信息来推断纠缠使用众所周知的必要和充分的标准。我们分析了我们的结果，使用两个例子，从最近的实验参数下转换过程。目前的工作提供了一个新的视野的HOM实验，进一步发展其可能性，以实现基本的测试量子力学，涉及退相干和纠缠使用简单的光学设置。
2013-09-26 quant-ph
Interference, spectral momentum correlations, entanglement, and Bell inequality for a trapped interacting ultracold atomic dimer: Analogies with biphoton interferometry
阐明了量子光学双光子干涉现象与准一维双阱光阱超冷中性玻色子或费米子原子量子物理之间的相似性和差异，我们表明，光学双光子联合符合光谱相关的模拟，用EPR Bell Bohm单占据源发出的无质量非相互作用双光子研究，对应于大质量的、相互作用的和随时间演化的超冷原子的总的二阶动量相关中的明显贡献。这种单占据的贡献可以从飞行时间实验中测量的总二阶动量关联函数中提取，对于被捕获的原子系统，通常包含双占据，NOON，组件。两粒子系统的动力学模型由哈伯德哈密顿量。这个部分符合光谱是一个余弦平方量子拍频，依赖于两个粒子的动量差，而相应的符合概率本身，从它在描述重叠光子的Hong-Ou-Mandel符合倾角中的作用中所熟悉的，来自于粒子动量的积分。由于二阶动量相关性反映在空间的飞行时间谱中，我们的理论研究结果为飞行时间实验协议提供了动力，用于模拟使用两个时空分离和纠缠（无质量）光子或双缝光源的（大质量）超冷原子古老的光学干涉术。这些发展的实施将促进基本方面的测试，并使量子物理与被困的大质量超冷原子的应用，即非定域性和违反贝尔不等式，纠缠和量子信息科学的调查。
2019-01-20 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Theory of biphoton generation in a single-resonant optical parametric oscillator far below threshold
我们提出了一个单共振II型参量下转换双光子产生的量子理论处理。非线性介质被连续泵浦，并被放置在一个谐振腔内，该谐振腔对信号场是谐振的，但对由腔内偏振分束器偏转的闲频场是非谐振的。经典泵浦的强度被假定为足够低，以便产生与腔损耗率相比小的双光子产生率。导出了双光子产生率和双光子波函数的显式表达式。的信号和空闲字段的输出光谱的确定，以及二阶信号空闲交叉关联函数，这是不对称的时间延迟。由于信号-闲频光子对中的频率纠缠，即使闲频场不共振，闲频谱也揭示了腔的纵模结构。
2008-02-29 quant-ph
Topologically protected strong coupling and entanglement between distant quantum emitters
实现远距离量子辐射源之间的强耦合和纠缠对于可扩展的量子信息处理具有重要意义。然而，基于传统系统很难实现它。在这里，我们从理论上提出并数值证明了一个方案，以实现这种强耦合和纠缠。我们的方案是基于具有拓扑保护边缘态和零维拓扑角腔的光子晶体平台。当量子阱被放入拓扑腔中时，它们之间的强耦合可以在拓扑保护的界面态的帮助下实现。这样的强耦合可以保持非常长的距离并且对各种缺陷是鲁棒的。特别地，我们数值证明了两个量子纠缠之间的拓扑保护纠缠也可以实现。此外，这种纠缠的量子拍的持续时间可以达到比传统光子腔中的纠缠长几个数量级，这使得它非常有利于可扩展的量子信息过程。
2020-10-25 physics.optics quant-ph
Quantum-correlated two-photon transitions to excitons in semiconductor quantum wells
研究了半导体量子阱中激子双光子的量子关联（纠缠）对激子双光子吸收的影响。我们发现，纠缠光子吸收可以显示非常不寻常的功能，这取决于时空偏振双光子参数和吸收态密度的束缚激子态以及未绑定的电子-空穴对。我们报告的双光子纠缠之间的连接，量化的施密特数，和吸收的半导体量子阱。比较了频率反关联、非纠缠和频率关联的双光子吸收。我们发现，激子振子的强度大大增加时，光子几乎同时到达纠缠态。当窄半导体量子阱被用作双光子吸收体时，双光子吸收成为研究光子量子关联的高灵敏探针。
2012-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tracking phase entanglement during propagation of downconverted photons
本研究通过单透镜成像追踪空间关联和双光子干涉实验，验证了自发参量下转换光子传播中涌现的相位纠缠状态，揭示了其与位置关联光子截然不同的干涉结构，为空间纠缠应用开辟了新途径。
2025-08-15 quant-ph
Generation of photons with all-optically reconfigurable entanglement in integrated nonlinear waveguides
我们预测在集成非线性耦合波导中，通过自发参量下转换可以实现具有定制空间纠缠的光子对的全光重构产生。输出量子波函数的所需元素直接从每个波导中的经典激光泵浦输入的振幅和相位映射。这是通过特殊的非均匀域极化，局部反转的二次非线性极化率的符号，并相应地形成沿波导产生的双光子量子态的干涉。我们展示了一个设备配置的双光子贝尔态的任何线性组合的产生。
2014-11-03 physics.optics quant-ph
Extended phase-matching conditions for improved entanglement generation
自发参量下转换的扩展相位匹配条件进行检查。通过增加传统的相位匹配条件，他们允许创建一类频率纠缠态，推广了通常的双光束双光子态。这些状态的实验表征是可能的，通过干涉符合计数。
2002-08-21 quant-ph
Non-local Skyrmions as topologically resilient quantum entangled states of light
在1960年代早期，受到拓扑结构概念的启发，托尼·斯克尔姆（Tony Skyrme）建议将亚原子粒子描述为单个量子场的自然激发。虽然从未被用于其预期目的，但skyrmion作为拓扑稳定场配置的概念已被证明具有高度通用性，在凝聚态物理，声学和最近的光学中找到应用，但都实现了局部场和粒子。在这里，我们报告了第一个非局域量子纠缠态的非平凡的拓扑结构，这是skyrmionic的性质，即使每个单独的光子没有显着的拓扑结构。我们展示了量子波函数的拓扑结构如何使这种量子态对纠缠衰减具有鲁棒性，保持完整，直到纠缠本身消失。我们的工作指出了纠缠类和拓扑之间的新生联系，为创建和保存量子信息的拓扑结构的量子态，即使在纠缠是脆弱的持续令人兴奋的承诺。
2023-03-15 physics.optics quant-ph
SPDC: once again on the parameters of transverse entanglement outside the near zone
众所周知，双光子态相对于光子波矢（动量）或坐标的横向分量的纠缠度可以由与施密特分解相关联的参数K来表征，或者由参数R来表征，参数R被定义为双光子态的无条件和有条件单粒子分布的宽度之比。由于纠缠是态的一个基本特征，它必须独立于它的不同表示的选择，即它的纠缠参数在坐标和动量表示中必须相同。同样，纠缠本身及其表征参数必须沿光子传播长度保持恒定。然而，众所周知，只有参数K符合这些要求，而坐标表示中的参数R偏离K超过近区，因此，不适用于作为赋能程度的度量。但是，如下所示，有一种方法可以通过修改参数R的定义来保存参数R，修改后的参数R在动量和坐标表示中，以及在近区和远区以及它们之间的任何地方，都与参数K一样好。我们还将讨论通过实验测量这个新定义的参数R的可能方法。
2022-02-01 quant-ph
Dealing with entanglement of continuous variables: Schmidt decomposition with discrete sets of orthogonal functions
提出了一种求连续变量二部系统Schmidt分解的方法。它近似的模式，以规定的精度由众所周知的正交函数。我们给出了一些控制误差的准则。我们说明的方法比较其结果与已经发表的双光子纠缠的分析。该协议非常好。
2005-09-02 quant-ph
