On-Chip Multiphoton Entangled States by Path Identity
多光子纠缠作为一种量子资源，在线性光学量子信息处理中起着至关重要的作用。Krenn等人（Phys.Rev.Lett. 118，080401 2017）提出了一种利用路径恒等性产生纠缠的创新方案，该方案在实验中不需要双光子干涉（称为Hong-Ou-Mandel效应）。但是，该方案中的实验在稳定性和可扩展性方面有严格的要求，这在体光学中很难实现。为了解决这个问题，本文首先提出了一种在片上产生多光子偏振纠缠态的方案，包括Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和W态。此外，我们还利用路径恒等式在理论上给出了W态（奇数光子）的一类广义图。该方案可以在现有的集成光学技术中实现，对量子通信网络中的多方纠缠分发具有重要意义。
2020-04-08 quant-ph
Entangler and analyzer for multiphoton maximally entangled states using weak nonlinearities
本文在弱非线性条件下提出两种方案：一种纠缠器可近乎确定地生成任意n光子GHZ态和Bell态，另一种分析器可近乎确定地区分所有2^n个n光子GHZ态，并设计了高效的两步非破坏性Bell态分析器。
2012-09-27 quant-ph
Multiphoton path entanglement by non-local bunching
通过操纵受激参量下转换的状态，在不应用后选择的情况下产生多光子路径纠缠。对两个输出空间模式之一的特定测量导致另一模式的光子的非局域聚束，形成所需的多光子路径纠缠态。我们目前的情况下，预示着双光子路径纠缠态的实验结果，并展示了如何将这一计划扩展到更高的光子数。
2006-01-03 quant-ph
Toward the multiphoton parametric oscillators
我们提出了新的类型的参数振荡器产生的三光子和四光子明亮的光，这是可访问的实验。该器件基于级联下转换过程，由插入双谐振模腔中的二阶介质组成。利用量子跳跃模拟方法讨论了系统的耗散和量子特性，并对Wigner函数进行了讨论。得到了三光子和四光子次谐波的相空间多稳性和临界阈值行为。
2000-08-16 quant-ph
Nonlinear cascaded quantum network with giant emitters
Shaanxi Province Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices, School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院）；Center for Quantum Computing, RIKEN（理化学研究所量子计算中心）；Center for Quantum Sciences and School of Physics, Northeast Normal University（东北师范大学物理学院）；Department of Microtechnology and Nanoscience, Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学微技术与纳米科学系）；School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology（华南理工大学物理与光电工程学院）；Physics Department, The University of Michigan（密歇根大学物理系）
通过巨型发射体与非线性量子光浴的耦合，实现可调谐定向关联光子，并提出基于关联飞行量子比特的非线性级联量子网络范式。
2026-06-16 quant-ph
Driven-dissipative preparation of entangled states in cascaded quantum-optical networks
研究了级联量子网络中的耗散动力学和纠缠态的形成。具体来说，我们确定的条件下，辐射的发射和相干重吸收驱动整个网络到一个纯稳态与非平凡的量子相关的各个节点之间。我们更详细地说明了这种效果的级联两级系统的例子，在那里我们提出了一个明确的准备方案，允许一个调整整个网络通过“亮”和“暗”状态与不同的多部纠缠模式。在一个互补的级联非线性腔中，我们发现两个腔模可以被驱动到一个非高斯纠缠暗态。这种级联网络与光学和微波光子的潜在实现进行了讨论。
2012-07-24 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
Measuring arbitrary-order coherences: Tomography of single-mode multiphoton polarization-entangled states
本文讨论了一种用有限的实验成本测量两个正交偏振光场在单一空间模中的N阶相干性的方案。为了实现该方案，所需的唯一测量是光束通过两个四分之一波片、一个半波片和用于波片特定设置的偏振分束器之后的N阶强度矩。结果表明，该方法可以适用于任意大的N。给出了波片设置的一组显式值，构成了对任何N阶相干性的最佳测量。对于Fock状态，这里介绍的方法对应于全状态层析成像。该计划的其他偏振光学系统的应用进行了讨论。
2010-02-05 quant-ph
Coherent scattering of a Multiphoton Quantum Superposition by a Mirror-BEC
我们提出了一个实验的命题，在这个实验中，由量子注入光学参量放大器（QI-OPA）产生的N= 10^5粒子组成的多光子量子叠加，由属于EPR纠缠对的单光子作为种子，与布拉格干涉结构形状的BEC相互作用。整个过程将实现宏观量子叠加（MQS），涉及微观单光子偏振态与相干宏观动量转移到BEC结构纠缠，作用于类似空间的分离的遥远地方。
2010-02-10 quant-ph
Generation of pulsed polarization entangled photon pair via a space cascaded two-crystal geometry
在空间级联双晶体结构中，利用自发参量下转换过程中的I型相位匹配，实现了脉冲偏振纠缠光子对的产生。晶体的光轴以这样的方式对准，即水平偏振光子对从上晶体产生，垂直偏振光子对从下晶体产生。这两个过程是同时进行的，但在空间上是可分离的。我们利用单模光纤擦除这两个过程之间的空间信息，得到高纠缠度的偏振光子对。该光子对在没有窄带滤波和时间补偿的情况下，对偏振变量表现出超过86%的高可见度量子干涉。
2002-09-04 quant-ph
A multipair-free source of entangled photons in the solid state
不需要的多光子发射通常会降低由非经典光源产生的光子的纠缠度，并且反过来阻碍它们在量子信息科学和技术中的利用。量子发射器有可能克服这一障碍，但到目前为止，多光子发射对纠缠质量的影响从未得到详细解决。在这里，我们解决这个挑战，使用光子对从共振驱动的量子点和比较量子态断层扫描和二阶相干测量作为激发功率的函数。我们观察到，相对（绝对）多光子发射概率低至$p_m= (5.6 \pm 0.6)10^{-4}$（$p_2= (1.5 \pm 0.3)10^{-6}$）在最大源亮度，值，导致纠缠度的影响可以忽略不计。与纠缠光子的概率源形成鲜明对比，我们还证明了多光子发射概率和纠缠度对多个拉比周期的激发功率几乎保持不变，尽管我们清楚地观察到二阶相干测量的振荡。我们的研究结果，解释了我们开发的理论模型，以估计实际的多光子贡献的双光子密度矩阵，强调量子点可以被视为一个多对自由源的纠缠光子在固态。
2022-03-31 quant-ph
Novel Cascaded Ultra Bright Pulsed Source of Polarization Entangled Photons
利用级联晶体中自发参量下转换过程中的II类相位匹配，实现了一种新的超亮脉冲偏振纠缠光子源。晶体的光轴以这样一种方式排列，即来自一个晶体的异常（普通）偏振锥与来自第二个晶体的普通（异常）偏振锥重叠。这种空间重叠消除了存在于单个II型下转换过程中的光子的偏振和输出角之间的关联。因此，如果使用合适的光学延迟线，则源自输出锥上的任何点的光子的纠缠是可能的。该延迟线特别简单且易于实现。
2001-06-21 quant-ph
Push button generation of multiphoton entanglement
光子纠缠是线性光学量子计算方案、量子密码协议和量子力学基础测试的重要组成部分。在这里，我们描述了一个设置，允许产生的偏振纠缠的N-光子状态的需求。光子是通过将N个原子的纠缠态映射到自由辐射场而获得的，每个原子都被困在光学腔中。所需的初始状态可以通过执行后选择测量的集体发射从腔通过一个多端口分束器。
2004-03-17 quant-ph
Estimation of squeezing properties of multiphoton coherent states from optical tomograms
我们已经研究了单模和纠缠双模多光子相干态，并显示了如何在适当的断层图像中反映两个伙伴状态之间的“两面神”属性。从层析图像中直接估计了大量非经典态的熵压缩、正交压缩和高阶压缩特性。我们证明了在量子分束器输出端产生的双模纠缠态的压缩特性对反射光场和透射光场之间的相对相位是如何敏感的。这一特征允许调节相对相位以增强状态的压缩特性的可能性。最后，我们研究了退相干影响压缩的方式和由于与环境的相互作用而引起的状态的光学断层图像的变化。
2017-05-23 quant-ph
Quantum Tomography of Inductively-Created Large Multiphoton States
多粒子纠缠态的产生是量子信息科学的一个中心目标。表征这种状态是一项复杂的任务，随着粒子的添加，需要指数级的大量资源。在此之前，我们展示了一种资源有效的源，它可以在原则上产生任何数量的光子之间的纠缠。该光源递归地将脉冲激光产生的光子对融合成多光子纠缠态。在目前的工作中，我们对光子对源进行了量子态层析成像，对聚变操作进行了量子过程层析成像。因此，可以计算任意数量光子的全量子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。我们探讨了我们的计划的前景和计算的非局域性和真正的\textit{N}光子纠缠阈值的状态多达12个光子。
2017-12-11 quant-ph
Multiphoton communication in lossy channels with photon-number entangled states
我们解决二进制和四进制通信信道的基础上相关的多光子双模状态的辐射存在的损失。该协议是基于光子数的相关性，并实现后，选择一组共享的阈值转换的结果，联合光子数测量到一个符号从一个离散的字母。特别是，我们专注于使用可行的光子数纠缠态（PNES）作为双模相干相关（TMC）或双光束（TWB）状态的信道构建，并将其性能与使用可行的经典相关（可分离）状态构建的信道进行比较。我们发现，PNES提供更大的信道容量的损失的存在下，和TWB为基础的信道可以传输更大量的信息比TMC为基础的在固定的能量和整体损失。优化的位鉴别阈值，以及相应的最大化的互信息，明确评估作为一个函数的光束强度和损失参数。TMC和TWB在有损信道中的传播进行了分析和联合光子数分布的评估，表明光束的统计，无论是亚泊松TMC或超泊松TWB，是不改变的损失。虽然建立基于光子数相关性的通道并不严格需要纠缠，但支持态的纯度与增加安全性有关。相关性和纯度的联合要求使PNES成为建立有效渠道的合适选择。简要讨论了损耗对信道安全性的影响。
2008-01-06 quant-ph
Unconditional preparation of entanglement between atoms in cascaded optical cavities
我们提出了一个方案，使囚禁在不同高精细度光腔中的原子的内部态无条件纠缠。该方案在级联腔QED中使用量子库工程技术，并在腔之间产生理想（无损）耦合的纠缠纯态。高纠缠态也被证明是可能的实现腔QED参数和非理想耦合。
2003-07-08 quant-ph
Heralded generation of multiphoton entanglement
我们提出了一个方案，仅基于线性光学和标准光子探测，允许产生预示的任意光子数的多光子纠缠态的自发参量下转换（PDC）在弱相互作用制度。该方案也适用于强相互作用机制，即，当使用具有近乎完美量子效率的光子数分辨探测器时，此外，相同的设置可以用于量子精密测量，作为多光子干涉仪，具有在海森堡极限的灵敏度。
2008-04-15 quant-ph
Nonclassical Phenomena in Multiphoton Interferometry: More Stringent Tests Against Local Realism
论文共分为三个部分。第一部分对Alley-Shih和Ou-Mandel的干涉实验以及纠缠交换实验进行了新的理论分析。它表明，双光子和单光子可分辨性是不必要的实验是真正的测试对本地现实主义。第二部分基于Hilbert空间的简单几何性质，导出了M个量子比特在最大纠缠态下的新的、更强的贝尔不等式。将同样的方法应用于两个最大纠缠的量子比特，得到了局部测量装置的所有可能位置的不等式。最后，导出了在对称无偏2N端口上观测到的M个最大纠缠量子态的Greenberger-Horne- Zeilinger佯谬序列.论文的最后一部分是贝尔定理的数值方法。在两个和三个最大纠缠量子比特的情况下，每个观察者执行多达10个（两个量子比特）和多达5个（三个量子比特）的本地测量，违反本地现实主义的必要和充分条件，示出。数值结果还表明，在两个最大纠缠量子态（3 < N < 9）的情况下，适当定义的破坏幅度随N的增加而增加。在这两种情况下，这种方法既不涉及任何简化或额外的假设，也不利用问题的任何对称性。
2000-12-10 quant-ph
Multiphoton Correlations between Quantum Images
该研究突破量子图像纠缠实验仅研究双光子关联的局限，提出可实验观测多光子关联的方案，通过离焦CCD的改进实验结合解析预测与数值模拟验证4光子干涉，还可实现纠缠交换，方法可推广至高维纠缠量子光学实验。
2023-07-13 quant-ph
Entangled photon triplets using lithium niobate nanophotonics
California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究通过集成两个下转换器提升铌酸锂波导的级联效率，实现三元组生成速率达237±36 kHz/mW，显著提高三元组检测能力。
2026-01-07 quant-ph
Quantification of Photon Fusion for Genuine Multiphoton Quantum Correlations
该研究首次实现实验光子融合的完整能力量化，通过自发参量下转换源生成的四、六光子纠缠态验证，该方法可可靠评估多光子纠缠与EPR导引的干涉测量，为量子光子学器件网络的光子融合操作提供基准诊断工具。
2024-07-13 quant-ph
Enhanced multiphoton ionization driven by quantum light
本文提出任意量子光态驱动的多光子电离框架，证明纳米量子光源产生的动量纠缠光子可使电离截面增强逾百倍，并指出傍轴近似会严重低估该效应，且现有技术可在钠原子中观测。
2025-10-19 quant-ph
Sideband fingerprints of antibunched light in cascaded quantum wave mixing
Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动装置研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院理论与应用电动力学研究所）；Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院科捷利尼科夫无线电工程与电子研究所）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术学院）
本文通过级联主方程在弱驱动区域发展解析理论，研究单个超导量子比特上的量子波混频产生的相干边峰对源量子比特辐射光子统计的敏感性，并发现边带层次结构提供反聚束行波微波光的频域指纹。
2026-10-20 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Efficient characterization of spatial Schmidt modes of multiphoton entangled states produced from high-gain parametric down-conversion
该研究提出利用信号场准均匀性与各向同性的方法，高效表征高增益参量下转换多光子纠缠态的空间Schmidt模与谱，计算时间降2个数量级，揭示增益相关变化规律且理论实验吻合。
2024-10-06 physics.optics quant-ph
Phase-stable source of high-quality three-photon polarization entanglement by cascaded downconversion
稳定的纠缠光子源是量子通信的重要条件。近年来，级联下转换被证明是直接产生三光子纠缠的有效方法。然而，到目前为止，为了产生偏振纠缠，这些源依赖于复杂的主动相位稳定方案，从而限制了它们的鲁棒性和可用性。在本工作中，我们提出了一个在偏振自由度上完全相位稳定的三光子纠缠源。该光源是基于Sagnac组态的两对光源级联而成的，利用该光源，我们得到了具有96%以上保真度的理想GHZ态.此外，我们证明了稳定的源在几天内没有任何正在进行的优化。我们希望这个源是一个有用的工具，应用程序需要多光子纠缠，如量子秘密共享和生产预示纠缠光子对。
2021-08-19 quant-ph
Heralded-Multiplexed High-Efficiency Cascaded Source of Dual-Rail Polarization-Entangled Photon Pairs using Spontaneous Parametric Down Conversion
在双轨光子基中编码的高保真纠缠量子比特对的确定性来源，即，在两个正交模式之一中存在单个光子是量子信息处理的许多应用（包括长距离上的高速率高保真度量子通信）的关键使能技术。这种光子纠缠的最流行和最成熟的来源，例如，利用自发参量下转换（SPDC）或自发四波混频（sFWM）的那些产生纠缠（所谓的连续变量）量子态，其包含来自位于双轨基跨度之外的高阶光子项的贡献，这对大多数应用是有害的。通常使用低泵浦功率来减轻这些高阶项的影响。然而，这降低了对的产生率，并且源变得固有地概率性。我们研究了一个级联源，它在两个SPDC源之间执行线性光学纠缠交换，以产生一个具有更高保真度（理想贝尔态）的光子纠缠态。此外，贝尔交换提供了一个预示性的触发器，我们展示了如何建立一个多路复用源，尽管合理的开关损耗和检测器损耗和噪声，产生一个保真度与成功概率权衡的高效率的高保真双轨光子纠缠源。然而，我们发现，有一个阈值的$1.5$ dB的损失每开关，超过这个阈值的复用损害保真度与成功概率的权衡。
2021-07-29 quant-ph
Reliable multiphoton generation in waveguide QED
尽管经过了几十年的努力，仍然不可能创造出具有高成功概率和接近单位保真度的单模多光子光态。传播光学光子的复杂量子态将是量子信息科学中各种协议的使能资源，包括用于量子网络中量子节点的互连。在这里，我们提出了几种方法来产生预示的多体纠缠原子和光子态，通过使用出现在波导QED装置中的原子之间的强和长程耗散耦合。我们的理论分析表明，利用波导QED特性的成功概率和成功率是可能的。
2016-03-08 quant-ph
Automated discovery of high-probability heralded schemes for path-entangled states
University of Tübingen（蒂宾根大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
研究光子纠缠态实际产生受限问题，利用AI技术发现用于路径纠缠态的预示线性光学方案，形成可扩展族，包含已知结构且有改进，为多光子纠缠研究提供理论进展和实验途径。
2026-07-29 quant-ph
Quantum Superposition of Parametrically Amplified Multiphoton Pure States whitin a Decoherence-Free Schroedinger-Cat Structure
采用量子注入纠缠态光参量放大器的新方法，将参量下转换产生的光子对的量子纠缠和叠加特性放大到高维自旋1/2希尔伯特空间。的维格纳函数和字段的关联函数的结构显示了一个无消相干，多光子薛定谔猫行为的发射场，这在很大程度上是可检测的压缩真空噪声。此外，由于系统的纠缠特性，我们发现系统具有多粒子量子不可分性和Bell型非定域性。这些相关的量子特性分析了几个行波光学配置意味着不同的输入量子注入方案
1999-05-14 quant-ph
An efficient quantum filter for multiphoton states
我们提出了一个方案，实现一个多体量子滤波器，使用纠缠光子作为资源。结果表明，双光子奇偶滤波器的成功概率可以高达1/2，这是迄今为止在没有通用双量子位量子门的帮助下预测的最高概率。此外，所需的辅助光子数是目前所有奇偶滤波器提案中最少的。值得注意的是，即使在N光子的情况下，量子滤波器也以1/2的概率工作，而不管输入态中的光子数。
2004-11-11 quant-ph
Multiphoton Quantum Optics and Quantum State Engineering
本文综述了多光子量子光学的理论和实验研究进展。多光子过程的发生和重要的物质辐射相互作用的许多方面，包括原子和分子的有效电离，更一般地说，原子跃迁机制;系统环境耦合和耗散量子动力学;激光物理学，光学参量过程和干涉测量。一次审查不可能涵盖如此庞大的主题的所有方面。在这里，我们选择集中我们的注意力在非线性介质中的参数过程，特别强调光子和原子的非经典状态的工程。本文详细分析了在非线性介质中产生真正的量子多光子过程的方法和技术，以及相应的多光子有效相互作用模型。我们回顾了现有的建议的分类，工程和操纵的非经典状态，包括福克态，宏观叠加态，和多光子广义相干态。介绍并讨论了正则多光子量子光学的结构以及相应的单模和双模正则多光子压缩态。这个框架提供了一个一致的多光子概括的双光子量子光学和一致的哈密顿描述的多光子过程相关联的高阶非线性。最后，我们讨论了最近的进展，通过结合线性和非线性光学器件，允许实现电磁场的多光子纠缠态，这是相关的应用，高效的量子计算，量子隐形传态，以及量子通信和信息的相关问题。
2007-01-09 quant-ph
Dynamical decoupling of a quantum dot spin in a micropillar cavity for spin-multiphoton entanglement
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS（国家科学研究中心纳米科学和纳米技术研究中心）；Quandela SAS（Quandela公司）；Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；University of Delaware（特拉华大学）
研究通过自旋回波和CPMG技术对弱横向磁场中电子自旋进行动力学解耦，将相干时间延长两个数量级以上，并证明该技术与微柱腔中自旋-光子-光子纠缠态生成兼容，保真度提升20%。
2026-06-26 quant-ph
Observation of multiphoton entanglement in resonance fluoresce
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
实验揭示共振荧光的多光子散射本质，产生真正的能量-时间纠缠，并利用该纠缠源实现量子秘密共享，为多光子纠缠态生成提供简单途径。
2026-09-18 physics.atom-ph quant-ph
High-performance quantum entanglement generation via cascaded second-order nonlinear processes
在本文中，我们演示了高性能的纠缠光子对的不同自由度的产生从一个单一的光纤尾纤周期性极化铌酸锂$_3$（PPLN）波导。我们利用级联的二阶非线性光学过程，即二次谐波产生（SHG）和自发参量下转换（SPDC），产生光子对。以前，光子对的性能受到来自光纤尾纤的拉曼噪声光子的污染。在这里，通过将PPLN波导与噪声抑制滤波器集成，我们获得了高于52，600的符合与偶然比（CAR），光子对的产生和检测率分别为52.3 kHz和3.5 kHz。能量-时间纠缠、频率-仓纠缠和时间-仓纠缠分别由相干叠加的关联双光子态在这些自由度上实现。能量-时间纠缠双光子态的贝尔不等式的最大值S=2.708 $\pm$ 0.024，双光子干涉可见度为95.74 $\pm$ 0.86%.频率仓纠缠双光子态的保真度为97.56 $\pm$ 1.79%，空间量子拍频可见度为96.85 $\pm$ 2.46%。时间仓纠缠双光子态的贝尔不等式的最大值S=2.595 $\pm$ 0.037，量子层析保真度为89.07 $\pm$ 4.35%.我们的结果为量子光子学中的量子光源提供了一个潜在的候选者。
2021-02-14 quant-ph
Multiphoton-state-assisted entanglement purification of material qubits
提出了一种基于物质量子比特和辅助相干多光子态的纠缠纯化方案。我们考虑了一个典型的QED方案，其中由二能级原子实现的物质量子比特顺序地穿过腔，并与辐射场的单模共振相互作用。我们探讨了实现高保真度的两个量子比特的量子操作所需的纯化协议的帮助下，后选择性平衡零差光电探测的理论可能性。我们证明，所得到的概率量子操作可以用作双边操作中提出的纯化方案。结果表明，这种量子操作的概率性质是抵消在该计划的最后一步，量子比特不被丢弃后，不充分的量子比特测量。由于该协议需要当今的实验装置，并产生高保真纠缠对与高重复率，它可能会提供有趣的前景应用在量子信息理论。
2016-03-11 quant-ph
Symmetries and entanglement features of inner-mode resolved correlations of interfering nonidentical photons
多光子量子干涉是量子力学和量子技术的基础测试。因此，在多光子干涉实验中，光子可分辨性的有害影响可能是灾难性的。在这里，我们采用光子内模，时间或频率的相关测量，恢复光子之间的量子干涉在任意线性光网络中的颜色或注入时间不同，而不需要额外的过滤或后选择。有趣的是，我们展示了如何利用多光子内模量子信息，使解开多光子网络和状态的对称性和整个类的多体纠缠态的产生与固定的干涉仪。因此，这些结果是深刻的兴趣，在基础科学和量子技术的光子与实验不同的光谱特性的通用内模分辨线性光学的未来应用。
2018-08-15 quant-ph
Multiphoton Quantum Rabi Oscillations in Ultrastrong Cavity QED
当一个原子与一个腔体强耦合时，两个系统可以通过相干拉比振荡交换一个单光子。这一过程使得精确的量子态工程和操纵原子和光子在腔中，这在量子信息和测量中发挥着核心作用。最近，一个新的制度腔QED已达到实验中的强度之间的相互作用的光和人造原子（量子比特）变得可比的原子跃迁频率或腔模式的共振频率。在这里，我们表明，这种制度可以强烈修改真空拉比振荡的概念，使量子比特和谐振器之间的多光子交换。我们发现，实验状态的最先进的电路QED系统可以经历两个和三个光子真空拉比振荡。这些反常的拉比振荡可以用来实现高效的Fock态光源和量子比特的复杂纠缠态。
2015-09-21 quant-ph
Amplification of cascaded downconversion by reusing photons with a switchable cavity
针对级联自发参量下转换效率低的问题，本文提出用快速开关和延迟回路复用未转换光子，并通过理论模型与原理验证实验证明其可提高三光子探测率。
2023-06-05 quant-ph
Four-Photon GHZ Entanglement via Collective Two-Photon Coherence in Doppler-Broadened Atoms
基于原子-光子相互作用的明亮纠缠多光子源是实现基于光子量子系统的若干量子信息和量子计算方案的必要条件。在这里，我们实验证明了一个四光子偏振纠缠的GHZ态从多普勒展宽的原子系综87 Rb原子。由于多普勒展宽级联型原子系统中的集体双光子相干性，我们的装置能够产生具有0.82的保真度和0.58 Hz的测量的四光子平均符合率的鲁棒的四光子GHZ态。我们认为，从原子介质中产生这种明亮而稳定的多光子GHZ态是实现光子量子计算和基于原子-光子相互作用的实用量子网络的重要一步。
2021-04-05 quant-ph
Exact Quantum Fisher Matrix Results for Distributed Phases Using Multiphoton Polarization Greenberger Horne Zeilinger States
本研究针对分布式传感中多光子偏振纠缠GHZ态的相位估计问题，通过移除冗余相位解决量子费希尔信息矩阵奇异性，推导精确量子克拉美罗界，证明分布式相位算术平均满足海森堡极限且可由投影测量达到。
2024-09-09 quant-ph
Generation and applications of an ultrahigh-fidelity four-photon Greenberger-Horne-Zeilinger state
自发参量下转换产生的高质量纠缠光子对现代量子信息科学和量子力学的基础检验做出了巨大贡献。然而，当从双光子实验到多光子实验时，纠缠态的质量急剧下降，主要是由于光子之间缺乏相互作用。在这里，我们第一次产生了四光子Greenberger-Horne-Zeilinger态，其保真度为$98\%$，甚至可以与双光子纠缠态的最佳保真度相媲美。因此，它使我们能够证明一个超高保真度的纠缠交换--在各种量子信息任务的关键成分。我们的结果将多光子纠缠产生的保真度推向了一个新的水平，并将在一些要求苛刻的任务中有用，例如，我们成功地证明了真正的多部非局域性的观察状态在nonsignaling的情况下，违反了一个新的哈代式不等式，这需要非常高的状态保真度。
2017-02-14 quant-ph
Direct generation of time-energy-entangled W triphotons in atomic vapor
本文首次通过自发六波混频在原子蒸气中直接产生高速率的时间-能量纠缠W类三光子，为可靠的真三光子源及多光子纠缠研究铺平道路。
2024-04-30 physics.optics quant-ph
Sub-Rayleigh lithography using high flux loss-resistant entangled states of light
量子光刻技术使用脆弱的、实验上具有挑战性的光纠缠态实现相位超分辨率。我们提出了一个可扩展的方案，用于创建比经典可实现的特征更窄的特征，减少了量子资源的使用，从而增强了对损失的抵抗力。该方案是一种利用SPDC纠缠态与强相干光的混合物实现干涉光刻的方法。我们测量最多四个光子模仿多光子吸收的巧合。结果表明，相对于最好的类似经典方案，仅使用10%的非经典光创建NOON状态所需的干涉条纹的缩窄高达30%。
2012-01-03 quant-ph
Multiphoton Quantum-State Engineering using Conditional Measurements
电磁辐射的量子理论预测了各种光源（如太阳光、激光辐射和分子荧光）的特征统计波动。事实上，光的这些潜在的统计波动与其产生背后的基本物理过程有关。在这篇文章中，我们证明了一对真空态的量子电磁涨落的操纵导致了一个新的家庭的量子相关的多光子态与可调的平均光子数和相关度。我们的技术依赖于使用有条件的测量工程师的激发模式的字段，通过同时扣除光子从双模压缩真空状态。利用光子相减的方法实验产生具有量子关联的多光子态，揭示了控制光的基本性质的新机制。作为一个显着的例子，我们展示了工程的量子相关态的光，几乎泊松光子统计，构成了第一步的纠缠激光器的产生。我们的技术使一个强大的协议，准备量子态与多个光子在高维空间，因此，它构成了一个新的平台，探索在介观系统中的量子现象。
2019-01-01 quant-ph
Autonomous Stabilization of Fock States in an Oscillator against Multiphoton Losses
本研究针对Fock态受多光子损耗影响的问题，在超导量子电路中采用级联选择性光子相加操作实现多光子Fock态自主稳定，延长了非经典特性保持时间，还可用于重置二项式编码逻辑量子比特，助力可纠错量子信息处理。
2024-05-17 quant-ph
Resource-efficient analyzer of Bell and Greenberger-Horne-Zeilinger states of multiphoton systems
我们提出了一个资源有效的错误拒绝偏振编码多光子系统的纠缠态分析仪。我们的分析器基于两个单光子量子非破坏探测器，其中每个探测器都是用四能级发射器实现的（例如，量子点）耦合到一维系统（例如微柱腔或光子晶体波导）。该分析器采用被动工作方式，无需任何主动操作或快速开关，即可完全分辨$n$光子的$2^n$ Greenberger-Horne-Zeilinger~（GHZ）态。当满足理想的单光子散射条件时，GHz状态分析的效率和保真度原则上可以接近于1。对于非理想散射，这通常会降低GHz状态分析的保真度，我们引入了一个被动的误差抑制电路，使其效率略有下降的代价，一个近乎完美的保真度。此外，该协议可以直接用于执行双光子贝尔态分析。因此，这种被动的、资源有效的和错误拒绝的协议可以用于实际的量子网络。
2019-11-06 quant-ph
Sequential generation of multiphoton entanglement with a Rydberg superatom
本研究利用Rydberg超原子作为高效单光子接口，通过迭代光子产生过程顺序生成多光子纠缠，实现了高达12个模式的纠缠，且增加光子的效率标度因子达0.27，超越了以往概率性方法的局限。
2021-12-17 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
Generating spatially separated correlated multiphoton states in nonlinear waveguide quantum electrodynamics
Xi'an Jiaotong University（西安交通大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
针对强关联多光子态确定性生成的挑战，提出基于级联非弹性散射的可扩展架构，利用伪巨原子实现光子数放大级联，生成空间分离的关联多光子态，为量子技术提供按需资源。
2025-11-18 quant-ph
Multiphoton Bell-type inequality: a tool to unearth nonlocality of continuous variable quantum optical systems
考虑一个多光子Bell型不等式来研究四模连续变量系统的非定域性，它不仅适用于双光子态，而且适用于混合态以及光子数起伏的态.我们将不等式应用到各种各样的状态，如纯高斯态和混合高斯态（包括压缩热态）和非高斯态。我们考虑分束器作为泄漏的模型，并表明该不等式能够检测噪声高斯态的非经典性。最后，我们研究了非经典、非高斯态的典型例子--成对相干态和纠缠相干态的非局域性。
2020-08-19 physics.optics quant-ph
Bilateral photon emission from a vibrating mirror and multiphoton entanglement generation
本研究通过腔中双面镜的辐射压相互作用，实现双侧光子对发射与$2n$光子纠缠产生，并展示机械振子的非经典性，为量子技术提供新途径。
2025-01-19 quant-ph
Generation of time-frequency entangled photon pairs propagating in separate waveguides in circuit QED setup
时频纠缠光子是各种量子技术领域中大量应用的重要资源。因此，产生纠缠光子的有效和可调的设置是现代量子技术所必需的。在这项工作中，我们提出了一个通用的腔QED设置设计的按需产生的时间-频率纠缠光子对，每个光子在一个单独的波导中传播。我们概述了这种设置在微波超导电路QED架构的潜在化身。我们推导并数值求解了一组控制系统量子态演化的运动方程，使我们能够研究光子发射动力学。利用发射光子对联合谱振幅的Schmidt分解，计算了系统的纠缠熵，分析了纠缠熵与系统参数的关系。我们概述了所提出的多光子时频纠缠态产生方案的潜在扩展。
2022-11-16 quant-ph
On-chip high-order parametric downconversion in the excitonic Mott insulator Nb$_3$Cl$_8$ for programmable multiphoton entangled states
University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
利用 Nb$_3$Cl$_8$ 的高阶非线性效应，实现高阶多光子纠缠态的可编程生成。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
