How to use the dispersion in the $χ^{(3)}$ tensor for broadband generation of polarization-entangled photons
Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);Indian Institute of Technology Madras(印度马德拉斯理工学院)
本文通过钻石晶体中的自发四波混频过程,利用电子和振动贡献的量子干涉,实现了宽频带偏振纠缠光子对的生成,无需额外光学工程。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Broadband entangled-photon omni-resonance in a planar optical cavity
本研究通过为入射光场引入精心设计的角色散,在平面FP腔中实现了宽带纠缠光子的全共振,突破了腔带宽限制,为少光子水平的宽带非经典光共振相互作用提供了新途径。
2025-10-02 physics.optics
Ultra-broadband Entangled Photons on a Nanophotonic Chip
纳米光子纠缠光子源是芯片级量子光子架构的关键构建块,并且在过去二十年中已经取得了重大发展。这些源产生通常跨越窄频率带宽的光子对。在宽光谱区域上产生纠缠已被证明在包括量子精密测量、光谱学和感测以及光通信的各种各样的应用中是有用的。然而,尚未看到在芯片上产生具有接近光学周期的时间相干性的宽带光子对。在这里,我们展示了超宽带纠缠光子的产生使用自发参量下转换在一个极化的锂离子纳米光子波导。我们采用色散工程实现100 THz(1.2 - 2 $μ$ m)的带宽,13 GHz/mW的高效率。光子显示出强的时间相关性和纯度,符合与偶然的比率超过$10^5$和$>$ 98\%的双光子干涉可见度。这些特性与压电和电光控制和可重构性一起,使薄膜锂酸盐成为量子通信和计算的可控纠缠源的优秀平台,并开辟了一条通往飞秒计量和光谱学的道路,在纳米光子芯片上使用非经典光。
2021-01-13 physics.app-ph physics.optics
Polarization-entangled quantum frequency comb from a silicon nitride microring resonator
该研究首次实现基于氮化硅微环谐振器与萨格纳克干涉仪的宽带偏振纠缠量子频率梳,提供22对高保真度纠缠光子对,覆盖电信C波段,为量子网络应用铺路。
2024-04-18 physics.optics quant-ph
Microscale generation of entangled photons without momentum conservation
我们报告,第一次,通过0型自发参量下转换在超薄晶片的锂离子电池,其中泵光子和子光子之间的动量是不守恒的纠缠光子对的产生。使用几种技术的排放特性进行了研究。我们发现,非相位匹配的SPDC是一个很有前途的超宽带双光子辐射源,表现出显着紧密的相关宽度在空间和时间域。
2019-07-03 physics.optics quant-ph
Highly Efficient and Broadband Optical Delay Line towards a Quantum Memory
National University of Singapore(新加坡国立大学);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Thales Research and Technology(泰雷兹研究技术);Department of Physics, National University of Singapore(新加坡国立大学物理系)
利用嵌套多通池架构实现低损耗、可调谐的光学延迟线,通过偏振纠缠光子对表征,延迟高达687 ns时保真度99.6%,效率95.39%,时间带宽积3.87×10^7,适用于全光量子存储和量子网络同步。
2025-09-02 physics.optics quant-ph
Integrated, bright, broadband parametric down-conversion source for quantum metrology and spectroscopy
本研究提出一种利用群速度匹配铌酸锂波导的集成双色SPDC源,在低功率CW激光泵浦下实现高亮度与宽带宽,产生强时频纠缠光子对,克服了传统高功率激光驱动块状晶体SPDC源的波长范围限制和确定性分束难题。
2024-02-27 physics.optics quant-ph
Flat-optics generation of broadband photon pairs with tunable polarization entanglement
“平面光学”的概念正在迅速征服光子学的不同领域,但其在量子光学中的实现仍处于起步阶段。特别是,由于偏振量子比特编码和控制的简单性,偏振纠缠是量子光子学的核心,迄今为止还没有在平面平台上实现。同时,平坦非线性光源的松弛相位匹配使得能够极大地自由定制其偏振特性。在这里,我们利用这种自由度,通过自发参量下转换(SPDC)在$400$ nm GaP薄膜中产生具有可调偏振纠缠的光子对。通过改变抽运光的偏振态,我们可以将光子对的偏振态从最大纠缠状态调节到几乎解纠缠状态,这在单光子晶体中是不可能实现的。偏振纠缠与宽带频谱相结合,产生了超窄(12 fs)的Hong-Ou-Mandel效应,并有望扩展到超纠缠。
2022-02-14 physics.optics quant-ph
Hybrid III-V/Silicon Quantum Photonic Device Generating Broadband Entangled Photon Pairs
Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, Université Paris Cité(量子物质与现象实验室,巴黎西岱大学);Centre de Nanosciences et Nanotechnologies, Université Paris-Saclay(纳米科学与纳米技术研究中心,巴黎萨克雷大学);STMicroelectronics(意法半导体)
该研究提出一种混合III-V/硅量子光子器件,利用两种材料优势生成宽带纠缠光子对,实现高效量子信息应用。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Two-Photon Bandwidth of Hyper-Entangled Photons in Complex Media
研究通过超纠缠光子在复杂介质中的特性,展示双光子带宽的扩展及其在量子波前塑造中的应用。
2025-12-10 physics.optics quant-ph
Impact of polarization mode dispersion on entangled photon distribution
本研究建立了偏振模色散(PMD)与量子测量误差概率之间的综合模型,并通过实验验证,提出了减轻PMD对宽带纠缠光子影响的方法,为优化商业量子密钥分发系统提供了实验验证的框架。
2025-01-24 physics.optics quant-ph
High performance single-photon sources at telecom wavelength based on broadband hybrid circular Bragg gratings
半导体量子点嵌入混合圆形布拉格光栅是一种很有前途的平台,用于有效地产生非经典光。具有类似性能的多个设备的可扩展制造对于它们作为单个和纠缠光子源的实际用途是非常期望的,而在电信波长下操作的能力对于它们与现有光纤基础设施的集成是必不可少的。在这项工作中,我们结合了有前途的特性的宽带混合圆形布拉格光栅的膜转移过程中进行的3”晶圆级。我们开发和研究了基于InAs/GaAs量子点的单光子源,在电信O波段发射,展示了明亮的单光子发射,Purcell因子> 5,计数率高达10 MHz。此外,我们解决的问题,通过基准测试的10个设备的性能,覆盖了O波段内的50 nm的宽光谱范围内的再现性。
2022-05-26 physics.optics quant-ph
Stimulated Raman Spectroscopy with Entangled Light; Enhanced Resolution and Pathway Selection
我们提出了一种新的飞秒受激拉曼光谱(FSRS)技术,结合纠缠光子干涉检测选择的物质路径,提高分辨率。在光化泵的光激发之后,测量使用一对宽带纠缠光子,其中一个(信号)与分子相互作用,第三个窄带脉冲引起拉曼过程。另一个(闲频)光子为符合测量提供参考。这种干涉光子符合计数检测允许分别测量拉曼增益和损耗信号,这对于传统的探针传输检测是不可能的。纠缠光子还提供了独特的时间和光谱检测窗口,与光的经典和相关解纠缠态相比,其可以更好地解析快速激发态动力学。
2014-07-12 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Optical Brewster metasurfaces exhibiting ultra-broadband reflectionless absorption and extreme angular-asymmetry
自由空间与吸收材料之间的阻抗失配是实现高效光吸收的一个基本问题。在这项工作中,我们设计并数值模拟了一种非共振阻抗匹配光学超颖表面,表现出超宽带无反射吸收的基础上的反常布鲁斯特效应,这是捐赠的光学布鲁斯特超颖表面在这里。有趣的是,这种布鲁斯特超颖表面表现出一种独特的极端角度不对称性:当入射角的符号改变时,会出现完全透明和完全吸收之间的过渡。这一现象的产生源于传统布儒斯特效应与反常布儒斯特效应的共存。提出了基于有效介质描述的材料选择准则和诸如金属背反射器或折叠超颖表面的集成策略,以提高吸收性能。最后,一个梯度光学布鲁斯特超表面表现出超宽带和近全向无反射吸收。这种高效率的非对称光学超颖表面可以应用于光电和热器件,如光电探测器、热发射器和光电转换器。
2021-08-06 physics.optics
Ultrabright Polarization-Entangled Photon Pair Source for Frequency-Multiplexed Quantum Communication in Free-Space
该研究报道了一种面向自由空间长距离传输的超亮偏振纠缠光子源,通过利用超纠缠的频谱相关性进行波长解复用,克服探测器带宽限制,为卫星量子网络奠定基础。
2022-05-20 physics.optics quant-ph
Ultrafast Processing of Hyper-Entangled Bell States at the Optical Bandwidth Limit
Bar-Ilan University(巴伊兰大学)
利用双偏振SU1,1非线性干涉仪物理探测超纠缠双光子,实现每秒5×10^11通量的偏振贝尔态产生与测量,速度提升超5个数量级。
2026-09-29 physics.optics quant-ph
Nonclassicality and entanglement for wavepackets
基于模式纠缠的标准和测量变得不足以用于宽带发射,例如来自spaser(等离子体纳米激光器)。本文介绍了(i)两个波包的完全纠缠,(ii)一个波包与一个系综的纠缠以及(iii)一个波包~(WP)的完全非经典性的判据和测度。我们讨论了(i)两个初始纠缠腔(或两个初始纠缠原子)发射的两个WP的纠缠和(ii)发射的WP与系综/原子的自发发射和单光子超辐射的纠缠的背景下,这些标准。我们还表明,(iii)当两个组成模式的WP纠缠,这创造了非经典的WP作为一个噪音降低低于标准的量子极限。我们介绍的标准是,所有,兼容近场探测器。
2019-04-30 physics.optics quant-ph
Quantum spectroscopy of plasmonic nanostructures
我们使用频率纠缠的光子,通过自发参量下转换产生的,测量的宽带光谱响应的阵列的金纳米粒子表现出Fano型等离子体共振。通过测量阵列谐振的偏移来执行液体的折射率感测。与传统的宽带透射光谱相比,该方法在噪声过大的条件下具有鲁棒性。的折射率变化的检测被证明与噪声水平比信号高70倍,这被证明是不可访问的与传统的透射光谱。低光子通量的使用使得该方法适用于光敏生物样品和化学物质的测量。
2014-03-26 physics.optics quant-ph
Enhanced up-conversion of entangled photons and quantum interference under localized field in nanostructures
从理论上研究了纠缠双光子在二聚体分子上的上转换过程。在一维输入输出理论中,解析地导出了光子的传播子,数值地计算了上转换几率。结果表明,与纳米结构的耦合明显增强了该过程。我们还发现,对于一些平衡的系统参数,例如光子之间的量子相关性、辐射衰减率以及纳米结构与分子之间的耦合,这种增强变得进一步明显。从整个系统耦合模之间的量子干涉的角度合理地解释了这种非单调依赖关系。这一结果可为利用少量光子的弱光进行非线性光学反应提供指导。
2015-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental demonstration of spectrally-broadband Huygens sources using low-index spheres
操纵结构介电介质中共振电和磁多极矩的激发已经解锁了许多复杂的电磁功能。本文介绍了宽带惠更斯光源的实验实现。这个惠更斯源由一个球形粒子组成,该粒子在GHz频率下的一个倍频程以上的谱带上表现出明确的前向散射图案,其中整个后半球的散射被抑制。研究了两种不同的低折射率微球,它们的介电常数不同。这使得它们为前向散射图案提供不同的形状。这种宽带特性的理论理解是基于低介电常数球体中谐振电和磁多极矩在振幅和相位上的近似相等。这是近似电磁对偶对称性的关键条件,电磁对偶对称性与球对称性一起抑制后向散射。有了这样的配置,即使磁性材料不可用,宽带惠更斯源也可以设计。本文提供了使用低折射率球设计宽带惠更斯源的指导方针,这对大量的应用可能是有价值的。
2019-01-26 physics.class-ph physics.optics
Spectrally multiplexed and ultrabright entangled photon pairs in a lithium niobate microresonator
集成量子网络具有前所未有的可扩展性和复杂性,对具有复用能力的片上亮量子源的需求非常高。本文介绍了一种在锂酸盐微谐振器系统中产生的超亮宽带双光子量子源,在不引入传统畴极化的情况下,片上微盘产生的纠缠光子对覆盖了自发参量下转换中自然相位匹配所承诺的宽带带宽,实验上,复用光子对的特征在于受滤波系统限制的$30\ \rm nm$带宽,该量子源具有优异的单光子相关性$5.13\ {\rm MHz}/\upmu \rm W$和能量-时间纠缠性,具有优异的$804$干涉可见度,显示出突出的纯度。这种在电信波段的量子源为高维纠缠和未来的集成量子信息系统铺平了道路。
2021-10-18 physics.optics quant-ph
Two-photon edge states in photonic topological insulators: topological protection versus degree of entanglement
拓扑绝缘体结合了体中的绝缘特性和沿边缘的无散射传输,即使在存在缺陷和无序的情况下也支持无耗散的单向能量和信息流。利用光子学工具设计量子哈密顿量的可行性,结合纠缠光子的可用性,提出了在光学量子计算和信息处理中使用拓扑保护纠缠态的有趣可能性。然而,虽然作为两个拓扑保护的单光子状态的产物而构建的双光子状态从它们的单光子“父母”继承了完全保护,但是高度的不可分离性可能导致双光子状态在传播通过无序之后迅速恶化。我们确定的物理机制,有助于在拓扑光子晶格中的纠缠态的脆弱性,并提出明确的指导方针,最大限度地提高纠缠,而不牺牲拓扑保护。
2020-11-20 physics.optics quant-ph
Emergent broadband polarization entanglement from electronic and phononic Stokes-anti-Stokes indistinguishability
本文提出SaS散射的全量子理论,揭示电子与声子干涉产生宽带偏振纠缠,并分析其对拉曼位移、几何和带宽的依赖,为量子信息处理开辟新途径。
2025-09-09 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Broadband highly efficient nonlinear optical processes in on-chip integrated lithium niobate microdisk resonators of Q-factor above 10^8
我们展示了宽带高效的光学非线性过程中的片上集成的锂(LN)微盘谐振器。采用飞秒激光写入和化学机械抛光方法制备的微谐振器的Q值稳定在10^8以上,接近LN的本征材料吸收极限。利用毫米级X切LN微盘的自然准相位匹配和密集的光谱模式,在不引入畴反转的情况下,在同一个LN微盘中观察到了宽带非线性过程,包括光学参量振荡(OPO)、二次谐波(SHG)、三次谐波和四次谐波。OPO阈值和倍频绝对转换效率分别为19.6微瓦和66%,均超过目前片上LN微谐振器的最高水平。超高Q LN微盘谐振器实现的宽带和高效的非线性频率转换有望实现频率转换器和纠缠光子源等非线性光子器件的高密度集成。
2021-03-11 physics.optics
Broadband Cavity-Enhanced Kerr Comb Spectroscopy on Chip
本文将Kerr微梳与高Q微腔在芯片上耦合,实现宽带腔增强直接频率梳光谱,获得详细模式色散与腔线型,并为集成非线性光学和超紧凑生化传感提供平台。
2024-03-17 physics.optics
Counter-propagating Entangled Photon Pairs from a Monolayer
本研究理论建模并实验验证了单层GaSe薄膜全角空间的SPDC发射,首次在反向传播构型中实现了高保真Bell态偏振纠缠光子对,揭示了深亚波长非相位匹配机制特性,为可编程量子态生成提供了可扩展平台。
2025-08-09 physics.optics quant-ph
Tuneable entangled photon pair generation in a liquid crystal
该研究首次在铁电向列相液晶中实现自发参量下转换,利用电压和分子扭转产生效率媲美优质非线性晶体、且光谱与偏振可调的宽带纠缠光子对。
2024-06-02 physics.optics quant-ph
Purcell Enhancement of Parametric Luminescence: Bright and Broadband Nonlinear Light Emission in Metamaterials
单光子源和相关双光子源是光信息系统的重要组成部分。非线性下转换光源是单光子和纠缠光子对的鲁棒且稳定的发射器。然而,由低对称性非线性晶体的性质决定的下变频光发射的速率通常非常小,导致器件设计和集成的显著约束。在本文中,我们表明,原则自发发射控制(即Purcell效应)的纳米结构,如超材料,可以概括为描述增强非线性光产生过程,如参量下转换。我们发展了一个新的理论框架,在一般的各向异性,色散和损耗介质中的量子非线性发射。我们进一步发现双曲型色散介质中的自发参量下转换是宽带的,并且没有相位失配。我们预测,在实验现实的纳米结构中,下转换的发射率提高了1000倍,每秒可达105个光子对。我们的理论形式和方法的Purcell增强的非线性光学过程,提供了一个框架,描述量子非线性光学现象在复杂的纳米光子结构。
2017-09-20 physics.optics
Topological cavity based on slow light topological edge mode for broadband Purcell enhancement
拓扑谷型光子晶体结构中的慢光为增强光与物质的相互作用提供了新的可能性。报道了一种基于慢光拓扑边缘模的拓扑腔用于宽带Purcell增强。在两个拓扑结构不同的谷型光子晶体之间引入有胡须的界面,可以实现群指数大于100的拓扑边缘模,由于局域态密度的增加,极大地提高了Purcell因子.在慢光区,拓扑腔支持的腔模数远多于快光区,且具有更高的品质因数,这一点在理论和实验上都得到了证实。我们表明,腔使宽带Purcell增强与大量的Purcell因子,受益于密集的腔模式,高品质因数在一个很宽的光谱范围。这对实现高效率的量子点单光子源和纠缠光子源具有重要意义,同时对光谱匹配的要求也较少。这种拓扑腔可以作为一个重要的基石,朝着光子集成电路的发展嵌入量子发射器。
2021-06-25 physics.optics
Broadband spectroscopy and interferometry with undetected photons at strong parametric amplification
本研究利用高增益自发参量下转换产生的未探测光子,在非周期极化铌酸锂晶体中实现了宽带光谱学和高分辨率光学相干断层扫描,展示了17太赫兹带宽和11微米轴向分辨率。
2023-09-15 physics.optics
Optimal entanglement-assisted electromagnetic sensing and communication in the presence of noise
针对现有宽带TMSV态接收机无法发挥全部量子优势的问题,提出含相关-位移转换器等模块的新接收机架构,可在有损有噪的传感与通信场景中实现最优量子性能。
2023-12-19 physics.optics quant-ph
Ultra-broadband spectral and polarisation entanglement using dispersion-engineered nanophotonic waveguides
本文提出利用色散工程纳米光子波导,通过自发四波混频产生超宽带光谱与偏振纠缠光子对,实现高维频率纠缠和宽波段偏振纠缠,推动量子光子技术发展。
2025-06-21 physics.optics
Quantum storage of entangled telecom-wavelength photons in an erbium-doped optical fibre
未来量子互联网的实现需要在本地节点处理和存储量子信息,并使用自由空间和光纤链路将远程节点互连。光的量子存储器是这种量子网络的关键要素。然而,迄今为止,既没有报道用于在与标准电信光纤基础设施兼容的波长下操作的光的非经典状态的原子量子存储器,也没有报道量子存储器的基于光纤的实现。在这里,我们展示了存储和忠实的回忆的状态的1532 nm波长的光子,纠缠与795 nm的光子,在一个合奏的低温冷却铒离子掺杂到一个20米长的硅酸盐纤维使用光子回波量子存储协议。尽管目前效率和存储时间有限,但我们的宽带光物质接口使基于光纤的量子网络更接近现实。此外,它还有助于对非常规材料中的光-物质相互作用和集体原子效应进行新的测试。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
Quantum storage of entangled photons at telecom wavelengths in a crystal
本研究针对量子网络中电信波长纠缠光子存储的关键需求,利用$\rm^{167}Er^{3+}$离子晶体实现了集成光子芯片产生的电信纠缠光子的量子存储,存储时长远超此前工作,为固态量子网络构建奠定基础。
2023-08-27 physics.optics quant-ph
Designing High-Power, Octave Spanning Entangled Photon Sources for Quantum Spectroscopy
纠缠光子光谱学是一个新兴的领域,对化学,生物学和材料领域的测量和成像具有重要意义。纠缠光子光谱学可能提供改进的空间和时间频率分辨率、增加多光子和非线性测量的截面以及诱导或测量量子相关性的新能力。实现纠缠光子光谱学的关键步骤是创建高通量纠缠源,该源可以使用传统探测器,并为实际样品中的损失提供冗余。在这里,我们报告了一个周期性极化,啁啾,钽酸锂平台,产生纠缠光子对的$10^{-7}$效率。对于接近瓦特级的二极管激光器,这导致接近$μ$ W级的通量。每个模式的单光子限制,这是必要的,以保持非经典光子的行为仍然是满足分布在高达倍频程跨越带宽的功率。利用迈克尔逊型干涉仪测量了宽带宏欧曼德尔双光子干涉,观测到了光谱-时间光子关联。使用CW泵浦激光器测量共线情况下10 nm带宽的相干时间为245 fs,非共线情况下125 nm带宽的相干时间为62 fs,并且基本上收集全光子锥。我们详细概述了用于设计和定制纠缠光子源的数值方法,例如改变中心波长或带宽,最终目的是增加高通量UV-Vis纠缠光子源在光谱学领域的可用性。
2021-04-10 physics.chem-ph physics.optics
Non-Markovian dynamics and steady-state entanglement of cavity arrays in finite-bandwidth squeezed reservoirs
当两个量子系统链在其末端被双模压缩库驱动时,它们接近一个稳定状态,其特征是形成许多纠缠对。每对由第一链条的一个元件和第二链条的一个元件组成。这种效应已经在宽带压缩的假设下得到了预测。在这里,我们调查有限带宽水库的情况。这是通过将驱动浴建模为非简并参量振荡器的输出场来完成的。在级联开放量子系统的理论框架下研究了由此产生的非马尔可夫动力学。结果表明,对纠缠结构的形成发生,只要阵列的简正模分裂不克服压缩带宽的水库。
2014-02-16 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Purcell-enhanced single-photon emission from InAs/GaAs quantum dots coupled to broadband cylindrical nanocavities
本研究利用Purcell效应将InAs量子点耦合至金属包覆的GaAs纳米柱,实现了38倍的发射速率增强和15 nm宽带单光子发射,为开发GHz级固态量子发射器提供了重要进展。
2025-04-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Broadband optical parametric amplification by two-dimensional semiconductors
光参量放大是一种二阶非线性过程,其中光信号通过产生闲频场而被泵浦放大。它是可调谐辐射源的关键成分,在许多光子应用中发挥重要作用。这种机制本质上与自发参数下转换相关,自发参数下转换目前构成了纠缠光子对生成的构建模块,其已在从计算到通信和密码学的现代量子技术中得到利用。在这里,我们证明了单通光参量放大的最终厚度限制,使用半导体过渡金属dichalcogenides,我们表明,放大可以通过一个单一的原子层的传播。这种在2D极限下的二阶非线性相互作用绕过了相位匹配要求,并实现了超宽的放大带宽。放大过程与入射信号场和泵浦场的面内偏振无关。第一性原理计算证实了所观察到的偏振不变性和闲置和泵浦功率之间的线性关系。我们的研究结果铺平了道路,原子大小的可调谐辐射源的发展与纳米光子学和量子信息技术的应用。
2019-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum optical synthesis of high-dimensional ultrafast frequency-bin qudits
Graduate School of Informatics and Engineering, The University of Electro-Communications(电子通信大学信息工程研究生院);Advanced ICT Research Institute, National Institute of Information and Communications Technology(国家信息通信技术研究所先进ICT研究所);Institute for Advanced Science, The University of Electro-Communications(电子通信大学高等科学研究院)
本文通过时域傅里叶光学合成,实现了对高维频率-bin 高维量子态的精确操控,展示了频率纠缠态的转换与量子非局域性验证,为高维光谱四维态生成提供了新方法。
2026-05-14 physics.optics quant-ph
Squeezed vacuum reservoir effect for entanglement decay in nonlinear quantum scissors system
讨论了在最大纠缠态(类贝尔态)中制备的两个非线性振子受外相干场激发的耦合系统。我们发现,由于耦合器与外部宽带压缩真空浴系统的相互作用,纠缠衰减动力学可以显着影响。除了纠缠的突然死亡和再生现象外,还可以观察到总退纠缠时间τD的缩短(或延长),这取决于压缩参数。此外,再生纠缠的情况下,它的例子表明,通过改变这些参数的值的最大值的负3 \otimes 2系统讨论可以定制。
2010-09-06 physics.optics quant-ph
Stimulated emission tomography for efficient characterization of spatial entanglement
本文利用受激发射层析测量BBO晶体SPDC纠缠光子对在LG基下的联合空间模式分布,实现了与理论相符的高效高维空间纠缠表征。
2024-07-03 physics.optics quant-ph
Boson Sampling Using Fock States from On-Demand Single Photon Source Arrays: Quantum Complexity & Impact of Dephasing
University of Southern California(南加州大学);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室)
本研究建立了将单光子源退相干物理源与多光子关联测量结果关联的框架,量化了退相时间尺度对4光子纠缠态产生概率的影响,为芯片级玻色采样提供了指导。
2026-10-14 physics.optics quant-ph
Full spectral response of grating-induced loss in photonic crystal microrings
National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);University of Maryland(马里兰大学);Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland(NIST/马里兰大学联合量子研究所)
本研究实验表征光子晶体微环中光栅诱导损耗的全光谱响应,识别辐射和模式转换损耗通道,为宽带非线性光子器件优化提供设计指南。
2025-05-20 physics.optics
Quantum-limited determination of refractive index difference by means of entanglement
在高功率光纤中形成单模操作需要精确了解增益介质的光学特性。这需要精确测量光纤纤芯和包层之间的折射率差($Δ$ n)。我们利用一种基于低相干Hong-Ou-Mandel干涉术的量子光学方法,利用宽带能量-时间纠缠光子进行折射率差的实际测量。用这种方法达到的精度提高与基于单光子干涉的经典方法进行基准测试。我们表明,在古典政权的精度相比,已经报道的经典方法的一个数量级的改善。引人注目的是,在量子制度,我们证明了一个额外的因素4的准确性增强,表现出一个国家的最先进的$Δ$ n精度的$6.10^{-7}$。这项工作将量子光子学计量学作为一种强大的表征工具,可以更快,更可靠地设计用于光放大的材料。
2021-10-21 physics.optics quant-ph
All-optical deconvolution via quantum cross-correlation spectroscopy with bright twin beams
Center for Science Adventure and Collaborative Research Advancement (SACRA)Kyoto University(京都大学科学冒险与协同研究推进中心)
该研究提出量子互相关光谱,利用宏观孪生光束实现全光学反卷积,无需数值反卷积即可恢复被掩盖的窄拉曼带,为高保真光谱学提供了新方案。
2026-10-12 physics.optics quant-ph
A telecom-wavelength atomic quantum memory in optical fiber for heralded polarization qubits
基于光子的量子信息处理有望产生包括光学量子计算、量子密码学和分布式量子网络在内的新技术。电信波长的偏振编码光子为这些技术的实际实现提供了一个引人注目的平台。然而,尽管在构建与该平台兼容的基本组件方面取得了重要的成功,包括纠缠光子源、有效的单光子检测器和片上量子线路,但是缺少的元件是原子量子存储器,其直接允许在电信波长光子的偏振度中编码的量子态的可逆映射。在这里,我们展示了量子存储和检索的偏振态的预示单光子在电信波长通过实施原子频率梳协议在一个合奏的铒原子掺杂到光纤中。尽管在我们的原理证明演示中存在局限性,例如存储效率和存储时间小,但我们的宽带光物质接口揭示了在未来量子信息处理中使用的潜力。
2015-06-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Terahertz Wave Generation in Two-Dimensional MXenes under Femtosecond Pulsed Laser Illumination
University of Tehran(德黑兰大学)
本研究通过水动力学模型和FDTD方法,揭示了飞秒激光照射下MXenes生成可调太赫兹波的机制,为紧凑型THz源提供了理论指导。
2025-12-22 physics.optics physics.plasm-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
Surpassing the classical limit of microwave photonic frequency fading effect by quantum microwave photonics
量子微波光子学(QMWP)方法以能量-时间纠缠双光子源为光载波,利用时间相关单光子探测实现高速射频(RF)信号的提取,在非局域RF信号编码和从超短脉冲载波色散干涉中提取高效RF信号方面展现了前所未有的潜力。本文进一步论证了它在微波信号处理方面的能力和优越性。QMWP射频移相和横向滤波功能,这是微波信号处理的基本组成部分,实现。除了对经典微波光子学中与宽带载波相关的色散引起的频率衰落效应具有完美的免疫力之外,还提供了一种原生的二维并行微波信号处理器。这些证明充分证明了QMWP相对于经典MWP的优越性,并为涉及加密处理的MWP新的应用领域打开了大门。
2022-11-06 physics.app-ph physics.optics
Electro-Optical Switching in a Nonlinear Metasurface
本文展示了一种结合电学和光学切换的高可调谐非线性超表面器件,通过电可调混合石墨烯-金等离激元将中红外脉冲转换为可见光,实现了比纯石墨烯强3.5倍的电学调制和太赫兹速率的全光切换,为超快信号处理等新应用开辟了道路。
2024-07-23 physics.app-ph physics.optics