Quantum-entangled light from localized emitters
分析了定域辐射源的非经典性与出射光的量子纠缠之间的关系。在不同方向上发射的辐射的源场部分彼此密切相关。因此，光场在一个方向上的非经典性直接意味着场模在不同方向上的纠缠。这个结果可以推广到多粒子纠缠和多时间量子关联。考虑到观察到的非经典效应，我们的方法明确地产生多体纠缠证人。考虑了两个例子：半导体量子阱中两能级原子和激子系统的荧光辐射。
2014-08-29 quant-ph
Tuning the collective decay of two entangled emitters by means of a nearby surface
本文研究了两个全同关联原子与真空态电磁场相互作用系统的辐射特性。我们假设两个发射体是以一个基态和一个激发态的对称或反对称叠加态制备的，并计算了它们到集体基态的跃迁速率，显示出独特的合作辐射特征。利用宏观量子电动力学方法描述电磁场，首先得到了两个纠缠二能级原子在一般外部环境格林张量下的衰变率的解析表达式。然后，我们调查的发射过程中，当两个原子都在自由空间中，随后当一个完美的反射镜存在，显示如何边界影响的物理特征的超辐射和亚辐射发射的两个耦合发射器。还讨论了控制和调整辐射过程的可能性。
2017-07-04 quant-ph
Strongly entangled system-reservoir dynamics with multiphoton pulses beyond the two-excitation limit: Exciting the atom-photon bound state
在矩阵乘积态框架下，研究了半无限波导中电磁场与二能级系统相互作用的非马尔可夫反馈动力学，在半无限波导中，原子-光子束缚态的激发是可能的.以发射体的稳态激发作为品质因数，我们比较了初始激发的量子发射体和通过包含多达四个光子的量子化脉冲制备的发射体的捕获激发。在后一种情况下，我们发现，对于大的反馈延迟时间，多光子脉冲可以产生一个显着更高的稳态激发比可能与初始激发发射体，因为受激发射过程可以提高捕获概率相比，初始激发发射体的自发衰变。
2021-03-03 quant-ph
Towards quantum dot arrays of entangled photon emitters
我们表明，与一个新的家庭的金字塔网站控制InGaAsN量子点，它是可能的，以获得包含多达15%的偏振纠缠光子发射器的区域-一个重大的改进，如果相比，其他量子点系统实现的小部分。利用双光子偏振态密度矩阵和由此得到的参数证实了纠缠，发现了结晶度高达0.721 ± 0.043的发射体。
2014-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity multi-photon-entangled cluster state with solid-state quantum emitters in photonic nanostructures
本文提出利用量子点发射器周期性驱动与光子晶体波导接口，在固态纳米结构中确定性生成高保真多光子 GHZ 态和一维簇态，其保真度与生成速率超越现有融合方法，为基于测量的量子通信与计算提供可扩展方案。
2021-03-02 quant-ph
Deterministic generation of large-scale entangled photonic cluster state from interacting solid state emitters
创造大的高度纠缠的“簇”态的能力对于基于测量的量子计算是至关重要的。我们发现，确定性的多光子纠缠可以从耦合的固态量子发射器创建，而不需要任何两个量子比特门，无论发射器是否相同。特别是，我们提出了一个通用的方法，通过直接使用的始终在线的交换相互作用，结合单量子比特操作的控制纠缠创建。这是用来提供一个配方，用于产生二维，集群状态纠缠光子，可以进行与现有的实验能力在量子点。
2019-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Subradiant Dimer Excitations of Emitter Chains Coupled to a 1D Waveguide
这封信表明，链的光学或微波发射器耦合到一个一维波导支持subradiant状态与密切对激发发射器，它有更长的寿命甚至比最subradiant状态只有一个单一的激发。在无限长链的极限下，得到了无辐射激发二聚体态的精确解析表达式。要了解这些国家的机制，我们提出了一个正式的等效subradiant二聚体和单一的本地化激发链缺陷（未占用的网站）周围。我们的分析映射允许扩展到耦合到3D自由空间真空场的发射极链。
2019-11-11 quant-ph
Reduction of nonclassical fluctuations by entangled nonidentical emitters in nanophotonic environments
我们提出了一个方案，其中宽带纳米结构允许产生压缩光和纠缠的量子发射极远失谐。结果表明，减少波动的电磁场所产生的集体共振荧光也提供了一种手段来检测发射器之间的纠缠。由于在拟议的混合系统的近场增强，这些非经典效应，可以遇到非常接近的分离限制在自由空间和窄频带的高Q腔观察之外。我们的方法允许克服非相互作用的单发射器的限制，是更强大的对环境引起的相位退相干。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Creating single time-bin entangled photon pairs
当单个发射器被具有时间延迟的两个相位相干脉冲激发时，每个脉冲都可以导致光子对的发射，从而产生“时间仓纠缠”状态。双对发射可以通过最初制备处于亚稳态的发射体来避免。我们展示了如何从单独的发射光子可以区分，允许他们使用多光子干涉。讨论了可能的实现。该方法还可以直接产生n光子纠缠态（n>2）。
2004-09-16 quant-ph
Stationary excitation waves and multimerization in arrays of quantum emitters
我们探讨了一个等间距的两级量子发射体阵列的功能，可以是自然的原子（或分子）或人工原子，耦合到一个单一的连续自由度的场（如在波导中传播的电磁模式）。我们研究了束缚态的存在性和特性，其中单个激发在发射体和光场之间共享。我们专注于在连续的束缚态，发生在对应的激发能，其中一个单一的激发发射体将衰减。我们描述了任意数量发射体的这种束缚态，并获得了两个主要结果，这两个结果都归因于消逝场的存在。首先，发射极状态的激发分布是正弦波。其次，我们讨论了多聚体的出现，包括在发射器的子集分开的两个晶格间距，其中的电磁场近似为零。
2021-10-27 quant-ph
Deterministic generation of qudit photonic graph states from quantum emitters
本文提出从量子发射体确定性生成qudit光子图态的协议，可生成任意qudit图态（如簇态、绝对最大纠缠态和量子纠错码逻辑态），仅需额外控制多能级发射体，显著拓宽了可确定性生成的多光子纠缠态范围。
2024-02-29 quant-ph
Selective protected state preparation of coupled dissipative quantum emitters
量子发射体系综中固有的二元或集体相互作用引起其本征态的能量和寿命的扩展。虽然这通常会导致快速衰减和退相，但在许多情况下，可以发现某些具有最小衰减的特殊纠缠集体态，这些纠缠集体态具有光谱学，精密测量或信息存储的理想特性。我们表明，对于一个特定的选择的激光频率，功率和几何形状或一个合适的配置的控制字段可以有效地准备这些状态。我们证明了这一点，通过研究的偶极-偶极耦合发射链的强subradiant纠缠态的制备方案。通过空间激发相位工程或定制磁场进一步提高了制备态的保真度和纠缠深度。
2015-12-21 quant-ph
Highly-reduced Fine-structure splitting in InAs/InP quantum dots offering efficient on-demand 1.55 $μ$m entangled photon emitter
为了通过量子点（QD）产生纠缠光子对，激子精细结构分裂（FSS）必须与激子均匀线宽相当。而在（In，Ga）As/GaAs量子点中，本征FSS约为几十$μ$ eV。为了实现光子纠缠，需要从大量的样品中挑选出一个具有极小FSS的样品，或者施加强的面内磁场。通过对量子点产生FSS的根本原因的理论模拟，我们预测InAs/InP量子点的本征FSS比InAs/GaAs量子点的本征FSS小一个数量级，而且它们的激子带隙与1.55 $μ$ m光纤波长相匹配，因此为长距离量子通信提供了高效的按需纠缠光子发射器。
2008-06-03 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Coherence properties of electron beam activated emitters in hexagonal boron nitride under resonant excitation
二维材料作为研究量子现象和生产原型量子技术的平台越来越受欢迎。二维材料中的量子发射器可以承载两个能级系统，其可以充当用于量子信息处理的量子位。在这里，我们描述的行为的位置控制的量子发射体在六方氮化硼在低温下。在二十多个位置，我们观察到一个超窄分布的零声子线在~436 nm，连同强烈的线偏振发射。我们采用共振激发来表征发射线型，发现光谱扩散和声子展宽有助于线宽在1 - 2 GHz的范围内。拉比振荡的范围内观察到的共振激发功率，并在1 $μ$ W激发相干叠加保持高达0.90纳秒。我们的研究结果是有希望的未来就业的量子发射器在hBN的可扩展的量子技术。
2022-05-18 quant-ph
High-purity fluorescence photon bundle emission from two separate emitters
College of Physical Science and Technology, Central China Normal University（华中师范大学物理科学与技术学院）；School of Science, Hubei University of Technology（湖北工业大学理学院）
提出利用强驱动辅助发射体介导两个分离二能级发射体的关联激发，生成高纯度双光子束，通过有限激发空间排除杂质光子并抑制泄漏，提升纯度，应用于量子信息处理。
2026-09-09 quant-ph
Strong excitation of emitters in an impedance matched cavity: the area theorem, π-pulse and self-induced transparency
我从理论上研究了强脉冲激励腔内发射器的行为。该系综被认为是非均匀加宽的，并且在光学或RF光子的量子存储中找到了腔匹配的应用。我的分析是基于能量和脉冲面积守恒定律，预测特定区域的重要失真。数值模拟结果也很好地支持了这一结论。我提出了一个定性的解释慢光。与自由空间情形的类比是显著的。
2014-02-16 quant-ph
Deterministic generation of photonic entangled states using decoherence-free subspaces
该研究提出利用半波导中三个发射器的集体态资源，通过无消相干子空间内的量子门操作与亮态耦合的光子发射，确定性生成光子纠缠态，为量子信息技术提供基础支撑。
2025-08-24 quant-ph
Generation of polarization-entangled photon pairs from two interacting quantum emitters
Centro de Física de Materiales (CMF-MPC), CSIC-UPV/EHU（材料物理中心（CMF-MPC），CSIC-巴斯克国立大学联盟）；Department of Electricity and Electronics, University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克国立大学（UPV/EHU）电力与电子工程系）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心（DIPC））；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科，巴斯克科学基金会）
本文提出利用两个具有垂直跃迁偶极矩的量子发射体生成偏振纠缠光子对，通过Wigner-Weisskopf理论证明其可行性，并展示通过光学滤波器可实现高纠缠光子对的后选择。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Time-dependent switching of the photon entanglement type using a driven quantum emitter-cavity system
四能级量子发射体中的级联衰变是产生偏振纠缠光子对的一种成熟机制，偏振纠缠光子对是量子技术中许多应用的基石。四个最突出的最大纠缠光子对态是贝尔态。在基于未驱动发射器的典型实验中，在给定的偏振基下只能观察到一种类型的贝尔态纠缠。在相同的基础上，其他类型的贝尔态纠缠可以通过外部激光连续驱动系统来产生。在这项工作中，我们提出了一个协议的时间相关的纠缠切换的四能级量子发射器-腔系统，可以通过改变外部驱动强度。通过在激光修饰态之间选择不同的双光子共振态，我们可以在同一基的不同类型的Bell态纠缠之间以及纠缠和非纠缠光子对之间进行主动切换。这一显著的特征表明了实现可用于许多创新应用的纠缠类型的受控的、依赖于时间的操纵的可能性。
2021-04-01 quant-ph
Excitation transport with collective radiative decay
我们研究了一个一维量子发射链的激发和相关的运输发生通过最近的邻居，偶极-偶极相互作用。在集体辐射的存在下，我们表明，相位印记波包初始化过程可以导致亚辐射输运，并可以保持量子关联。在腔介导的运输，其中发射器耦合到一个共同的离域光学模式的上下文中，我们分析的频率紊乱和不相同的光子-发射器耦合激发运输的效果。
2021-02-16 quant-ph
Dissipation enabled efficient excitation transfer from a single photon to a single quantum emitter
我们提出了一个方案，用于触发从单光子波包到单量子发射体的耗散主导的高效激发转移。这种单光子诱导的光泵浦将占主导地位的耗散过程（例如发射体的自发光子发射或腔衰减）转变为用于量子信息处理和量子通信的有价值的工具。它适用于具有足够小带宽的任意形状的单光子波包，只要满足平衡所涉及的耗散率的匹配条件。我们的方案不需要额外的激光脉冲或量子反馈，并不限于高模式选择性腔量子电动力学架构。特别地，它可以用于显著增强单个光子到植入一维波导中或甚至在自由空间场景中的单个量子发射器的耦合。我们证明了我们的计划建立一个确定性的量子存储器和不同波长的光子量子比特之间的确定性频率转换器的有用性。
2016-05-30 quant-ph
Non-classical excitation of a solid-state quantum emitter
本研究利用量子化输入光对固态量子发射体进行共振激发，观察到单光子干涉、光子数依赖的非线性及双光子受激发射，并证明单光子可改变发射体状态，为量子网络和光子量子计算奠定基础。
2024-07-30 quant-ph
Stochastic excitation during the decay of a two-level emitter subject to homodyne and heterodyne detection
研究了原子二能级系统在光的自发发射作用下的动力学行为。受辐射场的连续检测，系统在长时间限制内必然趋向于基态，但在初始时刻，激发态种群表现出非平凡的随机行为。采用伊藤演算的方法，我们表征这种行为，我们表明，例如，发射器，作为同相零差测量的结果，可能会成为完全激发在衰变过程中，而外差和相位的零差测量不驱动原子完全进入激发态。
2017-02-21 quant-ph
Photon statistics analysis of h-BN quantum emitters with pulsed and continuous-wave excitation
California Institute of Technology（加州理工学院）；Syracuse University（雪城大学）；Boeing Research & Technology（波音研究与技术）
研究通过测量不同激发条件下h-BN量子发射体的Mandel Q参数，揭示其光子统计特性对温度变化的弱依赖性，并展示Mandel Q在随机数生成中的应用价值。
2024-03-18 quant-ph
Single-photon nonreciprocal excitation transfer with non-Markovian retarded effects
本文在单光子水平上研究了共波导耦合发射体之间的非互易激发转移。由于不同的发射极-波导耦合端口之间的大间隔距离，非马尔可夫延迟效应被考虑在内。结果表明，通过在小原子二聚体发射极之间引入一个具有非平凡耦合相位的相干耦合通道，小原子二聚体发射极之间的激发转移可以是明显的非互易的。我们证明了二聚体模型的非互易性不能共存的消相干的巨原子结构，虽然后者显着延长发射体的寿命。鉴于此，我们进一步提出了一个巨原子三聚体，它支持非互易转移（定向循环）的激发和大大延长寿命。这样的三聚体模型也表现出不相称的发射极波导纠缠不同的初始状态，在这种情况下，激发转移，但互易。我们相信，本文所提出的方案在大规模量子网络和量子信息处理中具有潜在的应用价值。
2021-07-14 quant-ph
Resource-efficient loss-aware photonic graph state preparation using atomic emitters
Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学科学学院）；Cisco Quantum Lab（思科量子实验室）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Maryland（马里兰大学电气与计算机工程系）
本文提出了一种基于原子发射体的高效光子图状态制备方法，通过减少发射体数量和图状态深度，实现了比传统线性光学方法更高效的资源利用。
2024-12-02 quant-ph
On the dissipative dynamics of entangled states in coupled-cavity quantum electrodynamics arrays
研究了两种光纤耦合光学环形腔与二能级量子辐射源相互作用系统中任意光子数N的N 00 N态的耗散动力学。一个架构由一个双向级联阵列的发射器腔系统，而在另一个架构中，我们考虑两个光纤耦合的RR每个耦合到多个偶极-偶极相互作用（DDI）的量子发射器（QE）。在本文中，我们的重点是研究如何我最初准备的多激发原子N 00 N态转移到RR，然后如何迅速衰减在这些开放腔量子电动力学（CQED）设置，而不同的发射极-腔耦合强度，发射极-腔失谐，和背散射腔模式。我们提出了一个一般的理论形式主义有效的任何任意数量的QE，RR，和N数在N 00 N状态的两个计划。作为例子，我们讨论了单激发和双激发N 00 N状态的情况下，并报告我们的研究结果在这两个计划的比较。作为主要结果之一，我们得出结论，阵列方案倾向于存储N 00 N更长的时间，而DDI方案支持更高的保真度值。本研究的结果可能会在量子精密测量和量子光刻中设计新的基于多方纠缠的协议中找到应用。
2021-12-14 quant-ph
Error distributions on large entangled states with non-Markovian dynamics
本文研究了一个在计算上有用的纠缠态的误差分布，该纠缠态是由经历强非马尔可夫演化的发射体重复发射产生的。对于纯退相形式的辐射源-环境耦合，我们证明了一个特定的错误模式发生的概率具有马尔可夫形式的界，因此基于马尔可夫模型的精度阈值定理应该是同样有效的。例如，对于中等到强磁场中的带电量子点发射体，情况就是这样。除了纯移相假设，虽然复杂的误差结构可能会出现，他们仍然可以定性地由马尔可夫误差模型的限制。
2015-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parallel distributed quantum gates for dual-species quantum emitters
MIIT Key Laboratory of Semiconductor Microstructure and Quantum Sensing, School of Physics, Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学物理学院）；Institute of Spintronics and Quantum Information, Faculty of Physics, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理学院自旋电子学与量子信息研究所）；Center for Quantum Computing, RIKEN（理化学研究中心量子计算中心）；Engineering Research Center of Semiconductor Device Optoelectronic Hybrid Integration in Jiangsu Province（江苏省半导体器件光电混合集成工程研究中心）；Physics Department, The University of Michigan（密歇根大学物理系）
本文提出一种并行协议，用于在空间分离的双物种量子发射器中实现非局域量子门，利用纠缠光子对作为量子数据总线，实现高效分布式量子计算。
2026-04-28 quant-ph
High-yield fabrication of entangled photon emitters for hybrid quantum networking using high-temperature droplet epitaxy
人们已经研究了几种半导体量子点技术来产生纠缠光子对。在其他技术中，液滴外延使得能够控制量子发射器的形状、尺寸、密度和发射波长。然而，可以用这种方法制造的纠缠量子点的比例仍然限制在5%左右，并且将纠缠光子的能量与原子跃迁相匹配（这是实现量子网络的一条有前途的途径）仍然是一个突出的挑战。在这里，我们克服了这些障碍，通过引入一种改进的方法，在高对称性（111）A衬底上的液滴外延，其中的基本结晶步骤是在一个显着更高的温度进行相比，以前的报告。我们的方法大大提高了附近的发射波长的纠缠准备光子源的收益率，这可以高达95%，由于精细结构分裂和辐射寿命的低值，以及减少激子退相提供的GaAs/AlGaAs材料的选择。量子点被设计为在基于Rb的慢光介质的工作光谱区域中发射，为量子中继站提供了可行的技术。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Loss-tolerant architecture for quantum computing with quantum emitters
本文提出一种基于光子量子发射器的测量型量子计算架构，通过自旋-光子纠缠与非自适应弹道融合构建逾渗图态，并利用几何构造优化显著提升光子损耗容限。
2024-03-25 quant-ph
Subradiance and Superradiant Long Range Excitation Transport among Quantum Emitter Ensembles in a Waveguide
本文提出利用波导中量子发射体间长程周期性偶极-偶极相互作用，实现高度激发的亚辐射态和远距离系综间快速、受控、近乎无损耗的集体能量传输，并展示了其在量子时钟、量子电池等领域的应用潜力。
2024-05-16 quant-ph
Deterministic Generation of Loss-Tolerant Photonic Cluster States with a Single Quantum Emitter
具有树型纠缠结构的光子团簇态是光子损失量子纠错的有效资源。但是生成任意大小的树簇状态是非常困难的。在这里，我们提出了一个协议，确定性地产生任意大小的光子树状态，仅使用一个量子发射器。光子纠缠是通过从同一发射器发射和再散射来建立的，从而实现快速且资源高效的纠缠生成。同样的协议也可以扩展到生成更一般的树型纠缠态。
2020-09-29 quant-ph
Correlation functions with single photon emitters under noisy resonant continuous excitation
为了表征源的统计特性和不可测性，通常使用各种干涉仪测量发射场的关联函数。在这里，我们提出了一个理论框架的计算关联函数的两个能级系统，是由一个现实的噪音连续波激发激光共振驱动。在正确考虑噪声激励源的各种贡献的情况下，得到了一阶和二阶自关联函数的解析表达式。我们预测，即使在低功率区，噪声源对两能级系统动力学有很强的影响，这是更简单的模型所没有预料到的。在脉冲激发下，光子不可逆性的表征通常是通过测量用Hong-Ou-Mandel干涉仪获得的零延迟强度相关值来完成的。我们表明，这个数字是不相关的连续波激发制度，我们引入合并的时间窗口，一个数字的优点的基础上的概率解释的概念光子不可分割性。最后，我们使用合并时间窗来量化噪声连续波激发如何影响光子不可逆性。
2018-11-19 quant-ph
Quantum entangled states of a classically radiating macroscopic spin
纠缠态是量子物理区别于经典物理的一个重要特征，也是量子技术的一个重要来源。然而，在这里，我们表明，纠缠也可以作为一个复合非线性辐射系统中出现经典行为的基本成分。我们考虑宏观自旋辐射源的辐射，例如原子系综的集体辐射。我们引入了一类新的宏观自旋态，相干辐射自旋态（CRSS），定义为SU（2）降低算符的渐近本征态。我们发现，在CRSS中的自旋发射辐射的经典类相干光，虽然CRSS本身是一个量子纠缠态，表现出自旋压缩。我们进一步表明，CRSS自然产生的Dicke超辐射和耗散Dicke相变的基础。因此，我们的CRSS理论为研究辐射的量子物理提供了新的概念，并在当前平台上应用，涉及原子或自旋的集合，它们在量子技术中的考虑，如计量学和激光，以及自旋系统的多体理论。
2022-04-12 quant-ph
Plasmonic Superradiance of Two Emitters Near Metal Nanorod
在等离子体纳米结构附近的量子发射体（诸如q点和染料分子）在非相干泵浦下共振激发表面等离子体激元-极化激元（SPP）。激发SPP的效率随着发射体的数量而增加，因为SPP场抑制耦合发射体的发射，类似于自由空间中耦合发射体的超辐射（SR）。使用耦合到单个金纳米棒的两个发射器的完全量子力学模型，我们预测与由于等离子体SR耦合到纳米棒的仅一个发射器相比，单个发射器的发射产率增加高达15%。（XW：我使用发射产率，因为量子效率是自由空间中发射器的效率，并且没有增强的空间）。这种发射增强是稳定的，并且即使在非相干泵浦下具有强耗散和退相也应该是可观察的。具有闪烁行为的固态量子发射器可用于证明这种等离子体SR发射增强。等离子体激元SR可能在等离子体波导中的非辐射模式的激发以及降低等离子体纳米激光器的阈值方面找到启示。
2016-08-18 quant-ph
Computational framework for non-Markovian multi-emitter dynamics beyond the single-excitation limit
Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering, Purdue University（普渡大学埃尔默电气与计算机工程学院）
本文提出基于格林函数的框架，用于建模非马尔可夫多发射体量子电动力学，通过显式保留光子振幅，保留总概率和相位信息，研究非马尔可夫原子-场相互作用及纠缠动力学。
2026-04-03 quant-ph
Optimal two-photon excitation of bound states in non-Markovian waveguide QED
束缚态出现在波导QED系统中，发射极和光子模之间的耦合具有很强的频率依赖性。虽然用单光子波包激发这样的束缚态是不可能的，但由发射体介导的光子-光子相互作用可以用来用双光子态激发它们。在这封信中，我们使用散射理论提供上限的激发概率为一般的非马尔可夫波导QED系统，并表明，这一限制可以达到一个双光子波包与消失的不确定性的总光子能量。此外，我们还分析了具有多个束缚态的多发射极波导QED系统，并提供了一个系统的双光子波包的结构，可以激发这些束缚态的给定叠加。作为具体的例子，我们研究了具有单发射体和多发射体以及时滞反馈的波导QED系统中的束缚态俘获。
2020-09-18 quant-ph
Generation of arbitrary all-photonic graph states from quantum emitters
我们提出的协议，以产生任意的光子图形状态的量子发射器，在原则上是确定性的。我们主要集中在任意大小的二维团簇态，因为它们对基于测量的量子计算非常重要。我们的协议，这些和许多其他类型的二维图形状态需要一个线性阵列的发射器，其中每个发射器可以可控地泵浦，围绕某些轴旋转，并与其最近的邻居纠缠。我们表明，一个发射器上的错误产生的局部区域的错误，在所得到的图形状态，该区域的大小是由图形的协调数。我们描述了这些协议如何可以实现不同类型的发射器，包括被困离子，量子点，和氮空位中心的钻石。
2019-05-10 quant-ph
Harnessing quantum emitter rings for efficient energy transport and trapping
本文提出利用亚波长间距的量子发射体环形成受保护的集体亚辐射态，以实现对无序和退相干鲁棒的高效光激发吸收、输运与俘获。
2024-03-04 quant-ph
Entanglement generation from degeneracy breaking of superradiant Liouvillian steady states by local operations
SUPA, Institute of Photonics and Quantum Sciences, Heriot-Watt University（苏格兰超物理联盟光子学与量子科学研究所，赫瑞瓦特大学）
该研究利用简并非厄米微扰理论，通过引入非相干局域操作打破超辐射Liouvillian稳态简并性，在辐射体间产生并展现出鲁棒的纠缠，揭示了局域操作与纠缠产生的关联。
2026-10-14 quant-ph
Non-linear excitation of quantum emitters in two-dimensional hexagonal boron nitride
双光子吸收是一个重要的非线性过程，用于高分辨率生物成像和非线性光学。在这项工作中，我们实现了嵌入在二维材料中的量子发射体的双光子激发。我们研究了六方氮化硼中的缺陷，并表明发射体在单光子和双光子激发下表现出相似的光谱和量子特性。此外，我们的研究结果是重要的部署二维六方氮化硼量子非线性光子应用。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dynamics of the non-classical light from a single solid-state quantum emitter
我们测量的非经典光场的动力学使用两个时间的二阶关联与脉冲激发。该技术在发射体的激发-衰变周期期间量化单光子纯度和相干性，这里使用量子点进行说明。我们观察到，对于某些泵浦波长，在周期早期检测到的光子与后来检测到的光子相比，单光子纯度和相干性降低。一个模型表明，单光子纯度动力学是由于初始发射后，在同一个脉冲周期内的激子夺回。
2012-09-17 quant-ph
Photonic resource state generation from a minimal number of quantum emitters
多光子纠缠图态是量子通信网络、分布式量子计算和传感中的基本资源。这些状态原则上可以从量子发射器确定性地创建，例如光学活性量子点或缺陷，原子系统或超导量子位。然而，寻找产生这种状态的有效方案一直是一个长期的挑战。在这里，我们提出了一个算法，给定一个所需的多光子图形状态，确定量子发射器的最小数量和精确的操作序列，可以产生它。算法本身和由此产生的操作序列都在光子图形状态的大小多项式缩放，允许一个获得有效的计划，以产生包含数百或数千个光子的图形状态。
2022-08-20 quant-ph
Objective-free excitation of quantum emitters with a laser-written micro parabolic mirror
诸如量子点或单分子的量子源的有效激发需要高NA光学器件，这在低温学或超快光学器件中通常是一个挑战。在这里，我们提出了一个3.2 μ m宽的抛物柱面镜，具有0.8 μ m的焦距，通过直接激光写入在CdSe/CdS胶体量子点，能够聚焦激发光到一个亚波长点，并提取产生的发射准直成一个狭窄的光束。该反射镜通过原位体积光学光刻制造，其可以与单独的发射器对准，并且可以容易地适应抛物面之外的其他几何形状。这种从远场到发射极的紧凑型固态换能器在无目标量子技术中具有重要的应用。
2020-06-30 physics.optics quant-ph
Operational determination of multi-qubit entanglement classes via tuning of local operations
我们提出了一个物理设置，它是可能的，产生任意对称的长寿命的多量子比特纠缠态的内部基态的光子发射器，包括范式的GHZ和W状态。在三个发射器的情况下，其中每个三方纠缠态属于两个定义明确的纠缠类之一，我们证明了定义明确的实验参数集之间的一一对应，即，局部可调偏振器取向，和对称子空间内的多量子比特纠缠类。
2009-01-12 quant-ph
Postselected Entangled States by Photon Detection
本研究针对弱激发系统常用后选择纠缠机制的适用局限，提出通过光子探测使高激发二能级发射体系综产生纠缠的方法，验证连续光子探测可抵消退相干影响恢复自旋压缩，为开放量子系统生成后选择纠缠提供新路径。
2025-11-18 quant-ph
Quantifying Pauli Errors in Single-Photon Resource-State Generation
Centre for Engineered Quantum Systems, School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院量子工程系统中心）；Sydney Quantum Academy（悉尼量子学院）；Institute for Photonics and Optical Sciences (IPOS), School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院光子与光学科学研究所）
本研究提出方案，利用量子发射器产生的单光子实验可观测量计算光子学量子纠错的泡利错误率，通过一阶相干测量等提取波函数，得到泡利错误概率解析表达式，为容错融合型光子学量子计算提供光子质量确定方法。
2026-08-05 quant-ph
Extraordinary subradiance with lossless excitation transfer in dipole-coupled nano-rings of quantum emitters
亚波长间隔的偶极耦合量子发射器环具有很少的辐射，但非常多的亚辐射集体模式。这些显示出形成纳米级高Q光学谐振器的3D限制的空间辐射场图案。我们表明，定制的几何形状，方向和两个这样的环之间的距离允许增加相干环到环耦合与自由空间发射的几个数量级的比率。特别是，我们发现，次辐射激发，当离域在几个环网站，有效地传输之间的环具有高保真度。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Indistinguishability of photonic qubits emitted from trapped $^{40}$Ca$^+$ ions via pulsed excitation
Fachrichtung Physik, Universität des Saarlandes（萨尔兰州立大学物理系）；Zentrum für Quantentechnologien (QuTe), Universität des Saarlandes（萨尔兰州立大学量子技术中心）；Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)（卢森堡科学与技术研究所）
研究利用纳秒级激发脉冲从两个捕获的$^{40}$Ca$^+$离子产生的拉曼光子的不可区分性，揭示了自发散射回初始态对Hong-Ou-Mandel干涉的影响，并确定了平均回退次数作为与两个相同发射器光子干涉可见度相关的可测量单发射器量。
2026-05-28 quant-ph
Coherent Dynamics in Quantum Emitters under Dichromatic Excitation
我们研究了在一对双失谐锁相脉冲驱动下二能级量子发射体的相干动力学。二色激发的前景是在光谱上将激发激光与量子发射隔离，从而实现从发射器的无背景光子提取。反常地，我们发现，激发是不可能的，没有光谱之间的重叠的激发脉冲和量子发射跃迁的理想的二能级系统，由于取消的累积脉冲面积。然而，干扰累积脉冲面积的消除的任何附加相互作用可能导致有限的稳态粒子数反转。我们的固态两能级系统的光谱结果表明，虽然耦合到晶格振动有助于提高反转效率高达50%的对称驱动下，相干粒子数控制和更大量的反转是可能的使用非对称双色激发，我们通过调整红色和蓝色失谐脉冲之间的强度比。我们的测量结果，支持使用实时路径积分方法的模拟，提供了一个新的视角，实现高效，无背景的光子产生和提取。
2020-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong coupling of single emitters to surface plasmons
我们提出了一种方法，使强大的，相干耦合之间的个别光发射器和电磁激发在导电纳米结构。激发是光学等离子体激元，其可以被定位到亚波长尺寸。在现实条件下，紧密的限制导致光发射几乎完全通过类似于腔量子电动力学的机制被引导到传播的等离子体模式中。我们首先说明这种结果的情况下的纳米线，在考虑优化的几何形状的纳米尖端。我们描述了这种技术的应用，涉及有效的单光子产生的需求，其中的等离子体激元有效地耦合到一个电介质波导。最后，我们分析了由于这些纳米结构的表面粗糙度增加散射的影响。
2006-03-24 quant-ph
Stabilization of dark states in emitter arrays coupled to a half-waveguide
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；University of South Florida（南佛罗里达大学）
该研究针对耦合半波导的发射体阵列，通过对各发射体施加最优频移稳定暗态，可在超导量子比特平台实现，为量子信息存储等开辟新途径。
2026-09-04 quant-ph
Deterministic generation of arbitrary photonic states assisted by dissipation
提出了一种利用类原子发射器耦合到纳米光子波导的方案，用于产生多体纠缠态，并用于将这些物质态可逆映射到波导中光脉冲的光子态。我们的协议利用消相干自由子空间（DFS）的原子发射器与相干演化内的强耗散耦合到波导。通过从亚辐射态到超辐射态的转换，纠缠原子态被高保真地映射到光子态。讨论了一种利用超冷原子与光子晶体波导耦合的实现方案。
2015-04-28 quant-ph
