Topological Single Photon Emission from Quantum Emitter Chains
提出从含噪声量子发射体构成的有源量子Su-Schrieffer-Heeger链生成高不可分辨单光子的方案，发现拓扑链在相变点附近发射光谱极窄，可作理想单光子源。
2023-03-31 quant-ph
Direct experimental observation of nonclassicality in ensembles of single photon emitters
在这项工作中，我们实验证明了第一次最近提出的标准adressed检测非经典行为的单光子发射器的合奏的荧光发射。特别是，我们应用该方法来研究通过单光子敏感的共聚焦显微镜观察到的金刚石中的NV中心的集群。理论上考虑的行为参数在任何任意阶泊松噪声的存在下，最后，检测流形重合的机会进行了讨论。
2017-05-08 quant-ph
Coherent Control of Photon Correlations in Trapped Ion Crystals
Institute of Scientific Instruments of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院科学仪器研究所）
研究通过俘获离子晶体实现光子相关性的相干控制，揭示了相干散射与自发辐射的相互作用对光子统计的影响。
2025-12-02 physics.atom-ph quant-ph
Feasibility of efficient room-temperature solid-state sources of indistinguishable single photons using ultrasmall mode volume cavities
可以在室温下工作的不可区分的单光子的高效源对于量子技术的许多应用都是非常有益的。我们表明，这样的源的实现是一个现实的目标，使用固态发射器和超小型模式体积腔。我们推导并分析了光子不可逆性的表达式，该表达式考虑了相关的有害影响，例如等离子体激元诱导的淬灭和纯失相。然后，我们提供了一般的腔和发射器的条件，以实现有效的不可分辨的光子发射，并讨论了由于声子边带发射的约束。利用这些条件，我们提出，纳米金刚石带负电荷的硅空位中心结合等离子体-法布里-珀罗混合腔是一个很好的候选系统。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Scalable Quantum Interference from Indistinguishable Quantum Dots
Institute of Photonics and Quantum Sciences, Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学光子与量子科学研究所）；Condensed Matter Theory, Technical University of Dortmund（多特蒙德工业大学凝聚态理论系）
本文提出了一种波前整形方法，实现多个不可区分量子点的可扩展量子干涉，通过合作发射现象和Hong-Ou-Mandel双光子干涉验证了五个多发射体的干涉，为大规模可编程量子光子架构奠定了基础。
2026-04-13 physics.optics quant-ph
Indistinguishable photons from the resonance fluorescence of a single quantum dot in a microcavity
我们展示了纯共振连续波光激光激发相干制备一个高品质的柱微腔内的单个半导体量子点（QD）的激子态。作为量子点共振荧光的直接证据，在增加的泵浦功率下观察到从单个发射线到特征Mollow三重态10的演变。通过控制利用发射器和基本腔模式之间的弱耦合，通过Purcell增强的辐射衰减，实现了对纯退相的强烈抑制，这反映了接近傅立叶变换限制和高度不可分辨的光子，可见度对比度为90%。我们的实验揭示了耦合量子点微腔系统作为一个有前途的来源，在量子极限的理想光子的产生模型的字符。从技术的角度来看，垂直腔对称性（具有可选的动态可调谐性）提供了强定向光发射，这对于未来的集成发射器器件来说是非常理想的。
2009-02-20 quant-ph
Phonon statistics in an acoustical resonator coupled to a pumped two-level emitter
最近，在理论和实验工作中，已经发展了光学激光的声学模拟的概念。我们在这里讨论一个模型的相干声子发生器的声音振动的量子特性的直接签名。所考虑的设置是由嵌入在声学纳米腔中的激光驱动的量子点（QD）。该系统的动力学解决了一个单一的声子模式在稳态和强量子点声子耦合制度超越长期近似。我们证明了声子统计具有量子特征，即亚泊松声子统计。
2015-02-04 quant-ph
Deterministic coupling of a quantum emitter to surface plasmon polaritons, Purcell enhanced generation of indistinguishable single photons and quantum information processing
集成光子电路是全光、片上量子信息处理和量子计算机的重要组成部分。纳米等离子体电路中的确定性集成单光子源导致了在衍射极限之外操作的密集封装的可扩展量子逻辑电路。在这里，我们报告的耦合效率的单光子源的等离子体波导，特征传输光谱，传播长度，衰减长度，和等离子体的珀塞尔因子。我们模拟了金属-介质-金属波导中不同宽度介质的透射谱，以找到合适的波长。发现Al $_{2}$ O $_{3}$的最大传输长度为3.98 m，介电宽度为140 nm，耦合效率大于82%.发现等离子体Purcell因子与介电宽度（w）成反比，当w等于1 nm时，其高达31974。我们还计算了光子的量子特性，如不可逆性，发现如果单光子源是确定性耦合的，它可以通过等离子体纳米腔增强。进一步，我们提出了一个可扩展的金属-介质-金属波导基于量子逻辑电路使用的等离子体电路和马赫-曾德尔干涉仪。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photon-antibunching in the fluorescence of statistical ensembles of emitters at an optical nanofiber-tip
本文研究了由光学探针近场激发的冷原子统计系综所发射光的光子统计特性。原子间的偶极-偶极相互作用在如此短的距离上抑制了多个光子的同时发射，并导致光子的反聚束。我们考虑一个平均原子数的顺序和处理泊松混合的一个和两个原子，包括偶极-偶极相互作用和集体衰变。在量子蒙特卡罗模拟中模拟了原子态的时间轨迹，由此导出了$g^{(2)}$ -光子自相关函数。一般的结果可以适用于任何统计合奏的发射器是相互作用的偶极-偶极相互作用。
2018-09-20 quant-ph
Spontaneously induced emitter-radiation entanglement due to confinement to photonic band gap
本文研究嵌入光子带隙晶体中的二能级发射体自发产生的非经典性，发现耦合系统在带边附近呈现增强的纠缠与非经典强度关联，为量子信息处理提供了可靠试验平台。
2024-10-22 quant-ph
Highly efficient and indistinguishable single-photon sources via phonon-decoupled two-color excitation
本文提出利用相干双色泵浦实现声子解耦，在体量子点中获得近单位粒子数反转，使微柱单光子源达到每个脉冲0.95光子发射和0.975不可区分性，突破按需激发对光源性能的限制。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooperative Emission from Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride Layers
Institute for Quantum Electronics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院量子电子研究所）；Faculty of Electrical and Computer Engineering, Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院电气与计算机工程学院）；Helen Diller Quantum Center, Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院海伦·迪勒量子中心）；School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science, NIMS（日本物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science, NIMS（日本物质材料研究机构材料纳米结构研究中心）
在六方氮化硼层中，通过亚波长位置和不可区分发射体实现室温协同量子发射，无需光学谐振腔或低温冷却。
2026-01-29 quant-ph
On-demand generation of indistinguishable polarization-entangled photon pairs
不可区分且纠缠的光子对的按需源是不同量子信息应用（诸如光量子计算、量子中继器、量子隐形传态和量子通信）的基本组件。纠缠光子的参数下转换和四波混频源已经显示出高度的纠缠和不可分辨性，但是它们的产生过程的概率性质也产生了遵循泊松分布的零或多个光子对。这限制了它们在需要许多量子位和门操作的复杂算法中的使用。在这里，我们同时展示了超高纯度（g^（2）（0）< 0.004）、高纠缠保真度（0.81 +/- 0.02）、高双光子干涉非后选择性光子数（0.86 +/- 0.03和0.71 +/- 0.04）以及从单个半导体量子点按需产生偏振纠缠光子对。通过双光子共振激发方案，双激子布居确定性地准备由Pi脉冲。应用在没有显示出激子精细结构分裂的量子点上，这导致确定性地产生不可区分的纠缠光子对。
2013-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Toward triggered generation of indistinguishable single-photons from MoTe$_2$ quantum emitters
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton - Center for Nanophotonics, Technical University of Denmark（纳米光子学中心，丹麦技术大学）
本文通过确定性应变与缺陷工程在双层MoTe$_2$中实现近红外量子发射器，结合静电调谐与时间滤波后选择，首次在近红外TMD体系中演示了最高40%的Hong-Ou-Mandel不可区分性，为电信波段可调谐高纯度单光子源提供了可行平台。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Indistinguishable photons from separated silicon-vacancy centers in diamond
我们证明了金刚石中的硅空位（SiV）中心可以有效地产生具有优异光谱特性的相干光子。我们证明了这些特性是由于SiV中心的反转对称性，并在HOM干涉实验中演示了从不同的发射体产生不可分辨的单光子，讨论了利用SiV中心实现高效量子网络节点的前景.
2014-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Sub-shot-noise emission statistics of a CW-excited single photon source
University of Torino（都灵大学）；Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM)（意大利国家计量研究所）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) - Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所 - 都灵分部）
本文提出连续驱动双能级单光子源的理论模型，证明当激发与衰减率相当时，光子发射可呈现子泊松统计，挑战了连续激发下光子发射为泊松统计的常规假设。
2026-11-09 quant-ph
Quantum theory of light scattering in a one-dimensional channel: Interaction effect on photon statistics and entanglement entropy
本文给出了耦合到二能级发射极的一维多模传输线中相干光散射的完整而精确的量子描述。利用最近发展起来的散射方法讨论了光的透射和反射态的透射特性、功率谱、全计数统计和纠缠熵。我们的方法考虑了入射相干脉冲的空间参数以及探测器的等待和计数时间。我们描述的功率谱的时间演化，以及观察偏离泊松统计的反射和透射场。特别是，反射光子的统计可以从亚泊松到超泊松的失谐值的增加，而透射光子的统计是严格的超泊松在所有参数制度。我们研究了散射脉冲的某些空间部分的纠缠熵，观察到它服从面积定律，并且它受有效四能级系统的最大熵的限制。
2015-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Molecules as Sources for Indistinguishable Single Photons
我们报告在两个单独的低温激光扫描显微镜的固态单光子源的触发产生的不可区分的光子。有机荧光分子被用作发射体，并通过高分辨率激光光谱进行了研究。对单个分子的连续波光子相关测量证明了单量子系统的隔离。通过使用频率选择性脉冲激发的分子和有效的光谱过滤其发射，我们产生触发傅里叶限制的单光子。在进一步的步骤中，施加局部电场以通过斯塔克效应匹配两种不同分子的发射波长。全同单光子是实现各种量子信息处理方案所必需的。这里提出的固态方法为在单个芯片上集成多个单光子亮源铺平了道路。
2008-10-23 quant-ph
Highly indistinguishable single photons from droplet-etched GaAs quantum dots integrated in single-mode waveguides and beamsplitters
本研究首次将液滴刻蚀GaAs量子点集成到单模波导和分束器中，实现高纯度（0.929）和高不可区分性（0.939）的单光子发射，为可扩展量子光子集成电路奠定基础。
2023-10-18 cond-mat.other quant-ph
Improving indistinguishability of single photons from colloidal quantum dots using nanocavities
胶体量子点由于其稳健的合成过程和与纳米光子平台的直接集成而作为量子发射器获得了积极的研究兴趣。然而，在室温下从胶体量子点获得不可区分的光子从根本上是具有挑战性的，因为它们遭受极大的失相速率。在这里，我们提出了一种实验上可行的方法，从非相干泵浦的溶液处理的胶体量子点耦合到一个系统的纳米腔获得不可分辨的单光子。我们表明，通过将胶体量子点耦合到一对氮化硅腔中，我们可以从胶体量子点获得与其他主要量子发射体（如缺陷中心和自组装量子点）相当的单光子源性能。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Sub-to-super-Poissonian photon statistics in cathodoluminescence of color center ensembles in isolated diamond crystals
本研究针对金刚石色心集合光子发射统计的调控问题，通过电子束激发同步发射体的方式，实验实现了二阶关联函数$g_2(0)$可在大于1和小于1间调节的光子源，为室温信息技术提供可调谐平台。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiple intrinsically identical single photon emitters in the solid-state
难以区分的单光子发射器对于不断发展的量子技术领域至关重要。为了实现可扩展性并增加量子光学技术的复杂性，还需要多个独立但相同的单光子发射器。然而，典型的固态单光子源本质上是不同的，需要使用电反馈或光学腔来改善不同发射器之间的光谱重叠。在这里，我们展示了明亮的硅空位（SiV-）中心，在低应变散装金刚石本质上显示高达91%的光谱重叠和近变换限制激发线宽。我们的研究结果对单光子源在量子光学和密码学中的应用以及下一代生物成像荧光团的生产产生了影响。
2014-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Quantum interference between two single photons emitted by independently trapped atoms
当两个不可区分的单光子被馈送到分束器的两个输入端口时，光子将合并并一起从同一输出端口离开。这是量子干涉效应，其发生是因为光子在不同输出端口离开的两个可能路径相消干涉。这种效应首先由Hong，Ou和Mandel在参数下转换中观察到，然后由同一个量子发射体一个接一个地产生单光子。随着量子信息的发展，这种聚并效应作为利用线性光学技术进行量子数据处理的一种资源受到了广泛的关注。为了确保基于这些想法的方案的可扩展性，至关重要的是，不可区分的光子是由一组同步但独立的光源发射的。在本文中，我们证明了量子干涉的两个单光子发射的两个独立的囚禁单原子，弥合差距，同时发射许多不可区分的单光子由不同的发射。我们的数据分析表明，观测到的聚并主要受到两个原子发射的光的波前匹配的限制，并且在较小程度上受到每个原子在其自身陷阱中的运动的限制。
2006-10-18 quant-ph
Dynamic Stark effect, light emission, and entanglement generation in a laser-driven quantum optical system
我们计算了几个耦合到单腔模的二能级发射体在激光激发下的发射光谱、Glauber $g^{(2)}$函数和纠缠度。为了评估这些量，我们将系统耦合到环境自由度，从而导致耗散动力学。由于系统哈密顿量的周期性时间依赖性，如果使用Floquet态作为计算基础，则（马尔可夫）主方程的系数是常数。研究发射光谱，我们表明，动态斯塔克效应，即，谱线的移动首先出现在激光强度的第二阶中。对于Glauber函数，我们发现明确区分的超和亚泊松光发射的参数制度，并解释出现有限的激光强度的驱动发射腔系统的准能谱方面的附加功能。最后，我们分析了温度和发射极-腔场耦合机制，在这些机制下，发射极之间的纠缠产生，并表明激光激发导致纠缠的减少。
2017-01-26 quant-ph
Indistinguishablity from dephased emitters using combined plasmonic-dielectric cavities
Technical University Berlin（柏林工业大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；University of Bristol（布里斯托大学）
本文提出一种混合聚焦架构，利用等离子体纳米共振器和外介电腔实现去相位发射体的不可区分光子生成，通过降低腔体质量因子要求并提高光子收集效率。
2026-04-21 physics.optics 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
All-optical Tuning of Indistinguishable Single-Photons Generated in Three-level Quantum Systems
二能级量子系统的共振荧光已成为量子信息处理的有力工具。将这种方法扩展到更高层次的系统为量子光学应用提供了新的机会。本文介绍一种利用Autler-Townes效应和交流Stark效应的三能级梯形系统的相干驱动方案。我们从理论和实验上证明了这种方法对基于量子点的单光子源进行全光谱调谐的可行性，并研究了光子不变性和纯度水平。我们的调谐技术允许量子发射器光谱的快速光学控制，这为单光子的时间和光谱成形、拓扑Floquet态的形成或光的高维频率编码量子态的产生铺平了道路。
2022-01-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Order Harmonic Generation with Beyond-Semiclassical Emitter Dynamics: A Strong-Field Quantum Optical Heisenberg Picture Approach
Aarhus University（奥胡斯大学）
本文发展了一种海森堡图像下的微扰展开方法，用于描述强场过程中发射体与量子化电磁场的耦合，并应用于高次谐波产生，揭示了量子涨落对发射体动力学和辐射光非经典特性的影响。
2025-12-16 quant-ph
Quantum Light from a Metal Nanoparticle
单光子源的运行速度受到量子发射体（QE）的自发发射率的基本限制。速率加速的当前范例建议将QE耦合到金属纳米结构，特别是金属纳米颗粒（MNP）。在这里，我们证明，与这种方法相反，MNP本身可以表现为量子发射体。我们确定了一阶和二阶关联函数的光自发发射的MNP强烈耦合到QE，并表明，这种光应该表现出亚泊松光子统计和完美的光子反聚束。这一发现为具有前所未有的高达100 THz的产生率的单光子源开辟了前景。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Frequency control of single quantum emitters in integrated photonic circuits
生成量子比特的纠缠图态需要高的纠缠率，并且需要有效地检测来自单独量子比特的多个不可区分的光子。将基于缺陷的量子位集成到光子器件中导致增强的光子收集效率，然而，通常以降低的缺陷发射能量均匀性为代价。在这里，我们证明了在集成器件中的缺陷均匀性的减少可以部分抵消电场调谐。使用光子器件耦合注入氮空位（NV）中心在一个金刚石平台上的GaP，我们展示了大的场依赖性的调谐范围和部分稳定的缺陷发射能量。这些结果解决了芯片级纠缠产生的一些挑战。
2018-02-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Narrow-linewidth homogeneous optical emitters in diamond nanostructures via silicon ion implantation
金刚石中带负电荷的硅空位（$\mathrm{SiV}^{-}$）中心是一个明亮的不可分辨的单光子源，也是量子信息协议中的有用资源。到目前为止，$\mathrm{SiV}^{-}$中心具有窄的光学线宽和小的不均匀分布的$\mathrm{SiV}^{-}$跃迁频率仅在金刚石生长过程中掺杂硅的样品中被报道。我们提出了一种技术，用于生产植入$\mathrm{SiV}^{-}$中心，几乎寿命有限的光学线宽和一个小的不均匀分布。这些性质在纳米纤维化后仍然存在，为将高质量的$\mathrm{SiV}^{-}$中心并入纳米光子器件铺平了道路。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-dependent Mandel Q parameter analysis for a hexagonal boron nitride single photon source
时间依赖的Mandel Q参数Q（T）提供了作为积分时间的函数的光源的光子数方差的度量。在这里，我们使用Q（T）来描述来自六方氮化硼（hBN）中的量子发射体的单光子发射。在脉冲激发下测量负Q参数，表明光子反聚束在100 ns的积分时间。对于更大的积分时间Q是积极的和光子统计成为超泊松，我们通过比较与蒙特卡罗模拟的三能级发射器，这是一致的亚稳态搁置状态的效果。展望hBN单光子源的技术应用，我们提出Q（T）提供了关于单光子发射强度稳定性的有价值的信息。除了常用的$g^{(2)}(τ)$功能外，这对于hBN发射体的完整表征也很有用。
2023-01-24 quant-ph
High-throughput quantum photonic devices emitting indistinguishable photons in the telecom C-band
本文展示了基于外延量子点的电信C波段高通量量子光子器件制造，实现超高纯度与创纪录不可区分性的单光子发射，为量子网络奠定基础。
2024-05-23 physics.optics quant-ph
High Purcell-enhancement in quantum-dot hybrid circular Bragg grating cavities for GHz-clockrate generation of indistinguishable photons
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
通过混合圆布拉格光栅实现高普尔次增强的量子点，实现GHz重复率的不可区分光子生成。
2026-02-10 quant-ph
Signatures of cooperative emission in photon coincidence: Superradiance versus measurement-induced cooperativity
长度尺度小于光的波长的不可分辨的量子发射体成为超辐射体。与不相关和可区分的发射器相比，超辐射导致光学信号的定性修改，例如光子符合。然而，最近的实验表明，类似的签名也可以在发射器太远分离的超辐射的情况下，如果发射器之间的相关性引起的发射角选择性光子探测事件期间的波函数崩溃。在这里，我们比较了两个源的合作发射，超辐射和测量诱导的合作，并分析其对时间相关的光信号的影响。我们发现，在零时间延迟的光子重合的反浸是一个签名的发射器间的相关性一般，但并不明确地证明存在的超辐射。这表明，在零时间延迟的光子重合是不够的，时间相关的数据是必要的，以清楚地表明自发辐射衰减率的超辐射增强。
2023-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic and highly indistinguishable single photons in the telecom C-band
本文提出一种集成圆形布拉格光栅谐振器的 InAs/InAlGaAs 量子点单光子源，通过多种光激发方案优化，在电信 C 波段实现最高 91.7% 的原始双光子干涉可见度。
2025-05-14 quant-ph
Two-photon interference from a quantum emitter in hexagonal boron nitride
针对二维材料量子发射器光子不可区分性未实现的问题，研究了电子束制备的hBN量子发射器的双光子干涉，测得3ns窗口部分不可区分度0.44±0.11，退相时间约1.5ns，指出借助Purcell效应可达90%以上可见度。
2023-04-28 cond-mat.other quant-ph
Nanocavity enhanced photon coherence of solid-state quantum emitters operating up to 30 K
本研究实验分辨固态量子点中两类温度相关声子退相干机制，并通过光子纳米腔耦合在30 K下显著提升光子相干性，同时提出可预测并优化器件性能的极化子模型。
2024-05-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Room-temperature giant Stark effect of single photon emitter in van der Waals material
单光子发射器（SPE）是量子科学和技术所需的关键构建模块。对于实际应用，需要大规模的室温固态平台。层状六方氮化硼（hBN）中的色心最近被发现在室温下是超亮和稳定的SPE。然而，为了扩大固态量子信息处理，波分复用量子密钥分发需要大范围的单光子能量，其中不需要不可分辨性，并且用于来自多个发射器的不可区分的单光子产生。斯塔克效应可以通过电场来调节单光子能量，但目前为止，这一效应仅在低温下才能实现。在这里，我们报告的第一个室温斯塔克效应的SPE利用hBN色心。令人惊讶的是，我们观察到一个巨大的单光子斯塔克位移超过30毫电子伏，约一个数量级以上，比以前报道的色心发射器。此外，第一次，在固态SPE的电永久偶极矩的取向是通过角分辨斯塔克效应，揭示了内在的破缺对称性在这样的色心。在此发现的显著斯塔克位移及其原子结构理解的重大进展为室温下可扩展的固态片上量子通信和计算铺平了道路。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
The NV centre coupled to an ultra-small mode volume cavity: a high efficiency source of indistinguishable photons at 200 K
固态类原子系统在线性光学量子计算和量子通信方面具有很大的前景，但由于表面电荷而受到声子边带和加宽的负担。然而，耦合到小模体积腔将允许从甚至高度相移的发射器的高提取速率。我们考虑了金刚石中的氮空位中心，该系统被认为具有与高度可区分的光子的差的量子光学界面，并设计了氮化硅腔，其允许在200 K下99%有效地提取光子，具有> 50%的不可分辨性，可通过外部过滤来改进。我们分析我们的设计使用FDTD模拟，并治疗光发射使用腔QED主方程有效的强耦合和超越，其中包括ZPL加宽和边带发射。模拟设计是紧凑的（< 10 μ m），并且由于其平面几何形状，可以使用标准硅工艺制造。因此，我们的工作指向可扩展的制造非低温原子状的有效来源的不可区分的光子。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On-chip single-photon subtraction by individual silicon vacancy centers in a laser-written diamond waveguide
在单光子水平上修改光场是即将到来的量子技术的关键挑战，并且可以通过集成量子光子学以可扩展的方式实现。激光写入金刚石光子学提供了与光纤技术相匹配的三维制造能力和大模场直径，但限制了单发射器水平的协同性。为了实现大的cooperativities，我们结合激发单个浅注入硅空位中心通过大数值孔径光学检测辅助激光写入II型波导。我们证明了单发射器消光测量与协同系数为0.153和β因子为13%，产生15.3%作为一个单一的发射器的量子效率的下限。共振光子的传输揭示了从准相干场中减去单光子，导致超泊松光统计。我们的架构使单量子级光场工程在一个集成的设计，可以在三维制造，并与光纤阵列的自然连接。
2021-11-02 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Efficient Two Photon Generation from an Emitter in a Cavity
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
提出利用双共振腔中的发射体产生双光子，通过Lindblad主方程和近似解析解，在实验可行参数下实现约35%的效率，远高于参量下转换方法。
2026-06-07 quant-ph
Exact damping-basis continued fractions for few-atom lasers: collective correlations beyond second-order cumulant closure
Munich Center for Mathematical Philosophy, LMU Munich（慕尼黑数学哲学中心，慕尼黑大学）
本文结合阻尼基与置换不变Liouville基，提出少原子激光器的精确块三对角连分数解法，验证二阶累积量闭合的局限，并揭示双原子相干性与光谱窄化。
2026-10-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A quantum optical description of photon statistics and cross-correlations in high harmonic generation
本文研究了与高次谐波产生（HHG）有关的光子统计，包括高次谐波光子的单模和模间关联。本文的目的是深入了解高次谐波模式的非经典性质。为此，我们使用一个简化的模型来描述一个基本的量子发射体：一个二能级原子的模型。虽然在本说明书中材料系统被极其简化，但是结论和方法可以被推广用于更复杂的情况。我们的主要兴趣是一个有效的模型HHG中的激励脉冲是经典的，谐波是量化的，虽然我们触及更广义的，完全量化的模型以及。计算了Mandel参数、光子反聚束、压缩和互相关的演化。结果表明，对于单个量子发射体，谐波具有非经典性：亚泊松光子统计和压缩可以表征某些光学模式，同时也可以呈现强的非经典关系.
2021-08-25 quant-ph
Coherence properties of a single dipole emitter in diamond
按需、高重复率的不可区分的偏振单光子源是未来光子量子技术的关键组成部分。钻石中的色心提供了一个很有前途的解决方案，最近发现的镍基NE8中心的窄线宽使其对于实现量子干涉所需的变换限制源特别有吸引力。在这里，我们报告的偶极取向和相干特性的一个单一的NE8色心在室温下的金刚石晶体的表征。我们观察到的单光子相干时间为0.21 ps和1.5 ns的发射寿命。结合非常适合现有量子光学系统应用的发射波长，这些结果表明，NE8是一个比更常见的研究氮空位中心更有前途的光源，并为实现实用的基于金刚石色心的单光子源指明了方向。
2010-09-12 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Fractional Quantum Zeno Effect Emerging from Non-Hermitian Physics
本文预言了非厄米量子系统中的分数阶量子芝诺效应及其诱导的光子反聚束，通过耗散能带边缘发散的态密度实现分数代数标度的自发辐射抑制，并阐明非厄米性在产生无经典对应的亚泊松光子统计中的关键作用。
2023-08-10 quant-ph
Cavity-stimulated Raman emission from a single quantum dot spin
固态量子发射体在量子信息中显示出强大的应用潜力，但是这些发射体的光谱不均匀性构成了重大挑战。我们在腔-量子点系统中通过演示腔受激拉曼自旋翻转发射来解决这个问题。该过程避免了填充发射器的激发态，并产生从激光器拉曼位移并由腔增强的光子。发射是光谱窄的，并且在至少125 GHz的范围内可调谐，这比自然线宽大两个数量级。我们得到的制度，其中的拉曼辐射是自旋相关的，它耦合的光子长寿命的电子自旋量子比特。该过程可以实现在光子晶体量子网络中的不可区分光子和远距离自旋量子比特的确定性纠缠的有效的、可调谐的源。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Large-scale integration of near-indistinguishable artificial atoms in hybrid photonic circuits
开发量子计算机和远程量子网络的一个核心挑战在于在许多可单独控制的量子比特之间分配纠缠。钻石中的颜色中心已经成为领先的固态“人造原子”量子比特，能够按需远程纠缠，相干控制超过10个具有分钟长相干时间的辅助量子比特，以及增强记忆的量子通信。关键的下一步是将大量的人造原子与光子结构集成，以实现大规模的量子信息处理系统。到目前为止，这些努力一直受到量子位不均匀性，低器件产量和复杂器件要求的阻碍。在这里，我们介绍了一个高产量的异质集成的“量子微芯片”（QMCs）-金刚石波导阵列含有高度相干的颜色中心-与氮化铝（AlN）的光子集成电路（PIC）的过程。我们的工艺能够在PIC中开发72通道无缺陷锗空位（GeV）和硅空位（SiV）色心阵列。光致发光光谱揭示了GeV（SiV）发射体的54 MHz（146 MHz）的长期稳定和窄的平均光学线宽，接近32 MHz（93 MHz）的寿命限制线宽。此外，单个量子位中的不均匀性可以通过超过100 GHz的光频率的集成调谐来原位补偿。将大量几乎不可区分的人造原子组装成相位稳定的PIC的能力为多路复用量子中继器和通用量子计算机提供了一种架构。
2019-11-13 quant-ph
Highly indistinguishable photons from a tin-vacancy spin qubit in diamond
Universität des Saarlandes（萨尔兰州立大学）；Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Global Innovation Centre, Element（Element全球创新中心）
研究金刚石中锡空位自旋量子比特产生高度不可区分光子，通过分离特性与缺陷展示其优势，结合长寿命相干时间，经模拟证实该平台在长距离量子网络及光子量子信息处理方面有竞争力，超越直接传输界限。
2026-07-27 quant-ph
Operational boundaries, threshold conditions, and self-quenching in single-emitter microcavity lasers
Macklin Quantum Information Sciences, Department of Physics, Miami University（迈阿密大学麦克林量子信息科学系）；Department of Computer Science & Software Engineering, Miami University（迈阿密大学计算机科学与工程系）
通过数值分析非相干泵浦的三能级发射体与单腔模强耦合的开放量子系统，研究从深量子到半经典区域的光子数阈值，发现激光行为可在中间量子区域稳定，并观察到亚泊松统计和自淬灭现象。
2026-10-27 quant-ph
Giant Purcell broadening and Lamb shift for DNA-assembled near-infrared quantum emitters
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；University of Fribourg（弗里堡大学）；Materials Physics Center CSIC-UPV/EHU（CSIC-巴斯克国立自治大学材料物理中心）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克拉巴斯科，巴斯克科学基金会）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克国立自治大学）
通过DNA折纸技术精确定位单分子于等离子体纳米腔内，发现商用荧光素在近红外波段表现出与扫描探针实验相当的巨普尔塞尔因子和拉姆移位，为发展超快量子光源提供了新途径。
2024-07-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum optics with single molecules in a three-dimensional polymeric platform
未来光子量子技术的成功发展在很大程度上取决于实现鲁棒、可靠和可扩展的纳米光子器件的可能性。在集成网络中，量子发射器可以被部署为单光子源或非线性光学元件，只要它们的跃迁线宽仅由自发发射加宽。然而，传统的制造方法几乎是不可扩展的，通常对发射器相干特性有害，并且在几何形状和材料方面受到限制。在这里，我们介绍了一种替代平台，基于嵌入聚合物光子结构的分子。三维图案是通过在选定的分子发射体周围直接激光写入来实现的，这保留了近傅立叶限制的荧光。通过使用一个集成的聚合物设计，记录高的光子通量从一个单一的冷分子的报告。所提出的技术允许构思一类新的量子器件，包括集成多光子干涉仪，不可区分的单光子源阵列和混合电光纳米光子器件。
2019-09-16 physics.app-ph quant-ph
Controlled-NOT gate operating with single photons
可扩展光学量子计算的最初提议需要单光子源、线性光学元件（如分束器和移相器）以及光子检测。在这里，我们展示了一个两量子比特门使用不可分辨的光子从一个量子点在一个柱微腔。由于发射器、光学电路和检测器都是半导体，这是一种很有前途的方法，可以为可扩展的量子计算创建完全集成的设备。
2012-05-22 quant-ph
Asymmetric two-photon response of an incoherently driven quantum emitter
University of Vienna（维也纳大学）；Christian Doppler Laboratory for Photonic Quantum Computer（光子量子计算克里斯蒂安·多普勒实验室）；University of Stuttgart（斯图加特大学）
该研究针对量子发射器激光脉冲泵浦下再激发限制单光子纯度的问题，探究声子辅助激发的非对称双光子响应，揭示其独有特性并实现多光子噪声抑制，提升量子技术应用性能。
2025-07-09 quant-ph
