Chip-to-chip hyperentanglement distribution and entanglement purification using silicon integrated photonics
该研究首次在集成硅芯片间实现偏振-空间超纠缠分发，并通过消耗空间自由度完成纠缠纯化，弥补了片上量子中继器的关键环节。
2025-10-21 quant-ph
Deterministic quantum teleportation between distant superconducting chips
该研究通过64米长超低损耗电缆总线连接远距离超导芯片，利用飞行微波光子实现确定性量子态和纠缠门隐形传态，为分布式超导量子计算网络奠定基础。
2023-02-17 quant-ph
Chip-to-chip entanglement distribution over 80-km multicore fiber link
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；University of Florence（佛罗伦萨大学）；SiPhotonIC ApS（SiPhotonIC有限公司）
研究通过硅光芯片在80公里多芯光纤链路上实现路径编码纠缠分发，测量得到85.7%的贝尔态保真度，并在无限密钥极限下获得2.03 bit/s的密钥率，为长距离量子密钥分发提供可行平台。
2026-04-29 quant-ph
Quantum Photonic Node for On-Chip State Transfer
集成量子光子学有望扩大系统规模，并形成具有分布式信息处理和模拟单元的片上量子网络。这种量子网络的一个突出需求是在远端节点之间具有高保真和高效的片上状态传输。虽然节点通过波导自然地连接，但满足这种需求是具有挑战性的，因为必须满足严格的条件，例如空间模式匹配配置和时间反转对称性。本文报道了一种由单量子发射器和级联微谐振器组成的用于片上状态传输的量子光子节点。通过接口节点与波导，我们表明，所有的发射从节点可以漏斗到波导和它的时间分布可以合成为时间反演对称。我们从理论上证明了在没有任何动态控制的情况下，在两个远端节点之间的片上量子态传输可以达到接近1的总成功率。此外，我们讨论了我们的方案与CMOS兼容的集成光子平台和固态量子光学技术的实验实现。
2019-08-10 quant-ph
Continuous variable distributed quantum sensing in integrated photonics
University of Bristol（布里斯托大学）
本文在集成光子芯片上演示了利用四模纠缠态对四个相移的线性函数进行分布式量子传感，实现了比散粒噪声极限低0.199分贝的纠缠增强精度，展示了可扩展的集成方案。
2026-09-17 quant-ph
Fast and Robust Remote Two-Qubit Gates on Distributed Qubits
本文提出一种基于参数调制的远程量子几何门方案，结合深度学习优化算法抑制布居数泄漏，实验实现了约30 ns内高保真度的远程SWAP和$\sqrt{\text{SWAP}}$门，为模块化量子处理器和容错量子计算提供了有效路径。
2025-11-03 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum teleportation of an elemental silicon nanophotonic CNOT gate
研究首次在硅纳米光子芯片上实验演示了CNOT门的量子隐形传态，利用局域操作与共享纠缠实现了非局域量子门，各项保真度均超83%，为大规模分布式量子计算提供了可扩展路径。
2025-07-22 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
Multi-user quantum key distribution with entangled photons from an AlGaAs chip
鉴于量子信息技术在现实世界中的应用，微型量子资源与现有光纤网络的结合是一个至关重要的问题。在这些资源中，片上纠缠光子源在量子通信、计算和计量等应用中发挥着核心作用。在这里，我们使用在室温下运行的纠缠光子的半导体源与标准电信组件一起演示多用户量子密钥分发，这是一种用于保护量子网络通信的核心协议。该源包括一个AlGaAs芯片发射偏振纠缠光子对在一个大的带宽在主电信波段约1550 nm，而不使用任何片外补偿或干涉方案的光子对直接发射到一个密集波分复用器（DWDM）和秘密密钥之间的几对用户通过不同的渠道进行通信分配。我们实现了87%的DWDM后测量的可见性，并显示使用两个网络用户之间的50公里标准电信光纤链路的长距离密钥分配。这些结果说明了一个有前途的路线，以适应量子网络基础设施的实用，资源有效的实现。
2016-07-06 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
Federated learning with distributed fixed design quantum chips and quantum channels
Istanbul Medeniyet University（伊斯坦布尔梅德尼耶特大学）
针对经典联邦学习的隐私泄露问题，提出基于固定设计量子芯片与量子信道的量子联邦学习模型，通过量子态传输算子与梯度，实现更优隐私保护与更高计算效率，还支持异步学习。
2024-10-09 cs.DC cs.LG quant-ph
Tolerating Device Failure in Distributed Quantum Computing
Nu Quantum Ltd.（Nu量子有限公司）
研究提出在分布式量子计算中通过量子纠错码容忍设备故障，展示了在节点故障下逻辑错误率的控制方法。
2026-05-11 quant-ph
Observation of residual entanglement in chip-based entanglement purification
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；SiPhotonIC ApS（SiPhotonic公司）
利用硅基芯片实现基于超纠缠的单拷贝纠缠纯化方案，实验观测到残余纠缠，并证明在比特翻转噪声下总能获得适合进一步纯化的残余纠缠。
2026-06-02 quant-ph
Instruction-Directed MAC for Efficient Classical Communication in Scalable Multi-Chip Quantum Systems
针对多芯片量子系统中传统MAC协议令牌传递低效的问题，提出指令导向令牌MAC（ID-MAC）协议，通过在编译时利用量子电路执行确定性预定义传输计划，显著降低通信延迟并提升信道利用率。
2025-10-31 quant-ph
Scalable low loss cryogenic packaging of quantum memories in CMOS-foundry processed photonic chips
针对集成固态量子存储器的PIC实用化封装难题，本文提出基于表面光栅耦合器与角度抛光光纤阵列的低温可扩展低损耗封装方法，并实现毫开尔文下全控制集成、光纤到量子存储器损耗低于3 dB的模块。
2025-03-18 quant-ph
On-chip spin-photon entanglement based on single-photon scattering
本研究展示了一种基于单光子散射的片上光子-量子点自旋纠缠门，该门在亚微秒时间尺度运行且保真度不受光谱游走影响，为量子网络和量子中继器所需的量子节点构建迈出重要一步。
2023-07-03 quant-ph
On-chip photon entanglement-assisted topology loading and transfer
本文提出在片上将光子拓扑编码到单光子自旋纹理量子态中，并通过纠缠分发实现拓扑的非局域转移，在噪声和扰动下保持拓扑保护与量子关联，为分布式量子互连和量子信息技术提供新途径。
2025-07-02 physics.optics quant-ph
Non-classical microwave-optical photon pair generation with a chip-scale transducer
本文报告通过芯片级压电光机械换能器中的自发参量下转换过程生成微波-光子对，观察其非经典关联，为超导量子处理器间的光学量子网络提供关键构建模块。
2023-03-30 quant-ph
High-dimensional Path-Encoded Entanglement Distribution Between Photonic Chips Enabled by Multimode Phase Stabilisation
本文提出一种多模相位稳定算法，利用集成光子电路可重构性在任意模式数下仅两轮测量完成相位稳定，实现光子芯片间四维路径编码纠缠态分发，保真度达86%，纠缠熵为0.995±0.002。
2025-11-10 quant-ph
Resource-adaptive distributed fault tolerance with very noisy Bell pairs
University of Bremen（不来梅大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；University of Oxford（牛津大学）；German Research Center for Artificial Intelligence GmbH（德国人工智能研究中心有限公司）
本研究针对模块间依赖极噪贝尔对的分布式量子计算场景，扩展构造式容错框架，优化分布式稳定子测量电路，减少贝尔对用量并通过数值基准验证了性能。
2026-09-04 quant-ph
IRIS: A Compiler for Distributed Quantum Systems
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Cisco Quantum Lab（思科量子实验室）
本文提出ATHENA编译器，通过引入多候选块调度和EPR容量感知早期调度方法，解决了分布式量子计算机中块级调度的延迟和误差问题，从而显著减少量子门调度的延迟和误差。
2026-09-29 quant-ph
Scalable multi-chip quantum architectures enabled by cryogenic hybrid wireless/quantum-coherent network-in-package
本文提出新一代可扩展量子计算架构愿景，通过量子相干链路互连分布式量子核，并利用集成无线互连进行编排，从全栈架构视角解决量子计算机扩展挑战。
2023-04-08 cs.ET 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
Purcell enhanced and indistinguishable single-photon generation from quantum dots coupled to on-chip integrated ring resonators
集成光子电路为先进的量子光学应用提供了一个多功能的工具箱。在这里，我们展示了这样一个系统的一个重要组成部分的形式的Purcell增强单光子源的基础上耦合到一个强大的片上集成谐振器的量子点。为此，我们开发了基于分布布拉格反射脊波导的GaAs单片环形腔。在共振激发条件下，我们利用Purcell效应观察到了超过两倍的自发发射率增强，并利用Rabi振荡实现了量子点二能级系统的全相干光控制。此外，我们展示了一个按需单光子产生强烈抑制多光子发射概率低至1%和双光子干涉的能见度高达95%。这种集成的单光子源可以很容易地按比例放大，为可扩展的片上线性光学量子模拟、量子计算和量子网络提供了一条现实的途径。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Modular chip-integrated photonic control of artificial atoms in diamond nanostructures
本研究提出压电驱动原子调控光子集成电路（APIC）模块化架构与金刚石纳米结构人工原子方案，实现可见波段多通道高保真低串扰调控，单光子探测概率达15%，为量子网络规模化提供了可行路径。
2023-01-09 quant-ph
Chip-Integrated Broadband Multi-Photon Source for Wavelength-Multiplexed Quantum Networks
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
本研究通过芯片集成的宽带多光子源实现电信波段四光子纠缠，展示了高保真度和高效率的量子态生成，为密集波长复用量子网络提供了实用方案。
2026-03-10 quant-ph
Electrically pumped ultrabright entangled photons on chip
针对片上纠缠光子源（EPS）难以实现可扩展高性能的问题，通过混合集成电泵浦分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂芯片，实现无需后选择的偏振EPS，其带宽73nm、产生率4.5×10^10对/秒/毫瓦，贝尔态保真度超96%，推动量子应用。
2025-08-20 physics.optics quant-ph
All-Optical Spin Initialization via a Cavity Broadened Optical Transition in On-Chip Hybrid Quantum Photonics
本文在与氮化硅光子晶体腔耦合的纳米金刚石硅空位中心中实现电子自旋的全光学初始化与读出，并表征耦合参数及自旋弛豫、退相干率，为混合自旋-光子接口奠定基础。
2023-08-29 quant-ph
Codesign of quantum error-correcting codes and modular chiplets in the presence of defects
针对固态量子器件扩展中的制造错误问题，提出结合模块化架构与量子纠错适配的方法，通过模拟表面码确定缺陷影响，建立后选择标准，优化芯粒尺寸以降低资源开销。
2024-03-22 quant-ph
Co-Designed Superconducting Architecture for Lattice Surgery of Surface Codes with Quantum Interface Routing Card
本文提出超导量子接口路由卡 QuIRC，通过多芯片分布式架构优化表面码格点手术中的芯片间门、网络冲突和路由硬件成本，显著减小辅助量子比特补丁和层转译尺寸。
2023-12-02 quant-ph
On-chip generation of multi-qubit graph states with high-dimensional encoded single photons
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei Guizhen Chip Technologies Co., Ltd.（合肥贵真芯片技术有限公司）
该研究提出一种资源高效的高维编码方法，用单光子操作替代多光子态制备，通过可编程光子集成电路生成多量子比特图态，还利用单光子cluster态演示Grover算法，为光量子信息处理开辟新途径。
2026-08-05 quant-ph
Implementing Grover Algorithm on Quantum Chip Architecture Optimized with QGHNN for Fidelity and Entanglement Preservation
Ankara Yildirim Beyazit University（安卡拉耶尔德勒姆·拜亚济特大学）；Iranian Quantum Technologies Research Center (IQTEC)（伊朗量子技术中心）；K. N. Toosi University of Technology（K.N.托伊西理工大学）
本研究提出一种优化量子芯片架构，通过动态调整纠缠和读出保真度，实现高保真度和可扩展性的超导量子处理器。
2026-01-01 quant-ph
Hardware-Software Co-design for Distributed Quantum Computing
针对分布式量子计算中远程纠缠生成概率性、耗时长的问题，提出结合纠缠缓存、异步生成和远程门自适应调度的软硬件协同设计架构，有效提升了系统运行效率与输出保真度。
2025-03-24 quant-ph
Experimental quantum telecloning across silicon photonic chips
Nanjing University（南京大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究人员利用硅光子平台，通过光纤连接的两个光子芯片实现1对2对称量子远程克隆，片间克隆保真度78.45±1.39%，为大规模量子网络奠定基础。
2026-08-13 physics.optics quant-ph
Modeling Short-Range Microwave Networks to Scale Superconducting Quantum Computation
针对超导量子计算机扩容量子比特时的噪声与串扰问题，提出基于微波链路的小芯片分布式架构，建模验证其可降低数据移动总体错误率、延迟影响小，为量子计算规模化提供新路径。
2024-12-18 cs.AR cs.DC quant-ph
Mitigating cosmic ray-like correlated events with a modular quantum processor
本文提出利用模块化量子架构和定制纠错码缓解量子处理器中芯片级相关错误的方法。
2025-05-21 hep-ex quant-ph
Flexible entanglement-distribution network with an AlGaAs chip for secure communications
量子通信网络能够实现从高度安全通信到时钟同步和分布式量子计算的应用。小型化、灵活和具有成本效益的资源将是确保此类网络在向大规模部署基础设施发展时可扩展性的关键因素。在这里，我们通过将片上、电信波长、宽带纠缠光子源与工业级灵活网格波分复用技术相结合，将这些元素结合在一起，以展示资源优化的量子网络拓扑中多达8个用户之间的可重构纠缠分布。作为一个基准应用程序，我们使用量子密钥分发，并显示低错误和高密钥生成率在几个频率信道，在对称和非对称的大城市距离光纤链路，包括有限尺寸的影响。通过调整带宽分配到特定的网络约束，我们也说明了我们的配置灵活的联网能力。再加上我们的半导体源通过商业复用技术在60 nm带宽上分发密钥的潜力，这些结果为部署可扩展的量子网络架构提供了一条有前途的途径。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
An integrated atom array -- nanophotonic chip platform with background-free imaging
提出一种结合64个光镊原子阵列与含100多个纳米光子器件的毫米级芯片的集成架构，利用多色激发检测方案在靠近器件处实现99.2%高保真无背景成像，并验证了无缺陷阵列的加载与重排。
2023-11-03 physics.atom-ph quant-ph
Noise-Adaptive Quantum Circuit Mapping for Multi-Chip NISQ Systems via Deep Reinforcement Learning
DeepQMap通过深度强化学习实现噪声自适应量子电路映射，显著提升多芯片NISQ系统的电路保真度和效率。
2025-11-22 physics.comp-ph quant-ph
Distributed quantum computing with black-box subroutines
本文提出一种容纳任意未知子程序的分布式量子计算通用协议，基于不经意量子隐形传态与控制等技术规避量子不可行定理，并可在现有量子计算平台上物理实现，为未来高级量子算法与协议奠定基础。
2025-08-15 cs.AR cs.DC quant-ph
