High-dimensional frequency-bin entangled photons in an optical microresonator on a chip
基于芯片级集成光源的量子频率梳是可扩展的、鲁棒的量子信息处理（QIP）的一个很有前途的候选方案。然而，为了将这些量子梳用于频域QIP，需要在频率基础上证明纠缠，表明纠缠光子处于多个频率仓的相干叠加中。我们提出了一个验证的qubit和qutrit频率仓纠缠使用一个片上的量子频率梳与40模式对，通过双光子干涉测量，是基于电光相位调制。我们的演示提供了一个重要的贡献，在建立集成的光学微谐振器作为一个源的高维频率仓编码的量子计算，以及密集的量子密钥分发。
2018-01-18 physics.optics quant-ph
Temporal shaping of entangled photons
利用相干脉冲整形技术，我们在实验上演示了纠缠光子对的双光子波函数的整形。通过进行光谱相位操纵，我们定制的双光子波函数完全像一个相干的超短脉冲。为了观察成形，我们用纠缠光子的100倍通量执行和频产生（SFG）。在适当的条件下，SFG可以作为符合探测器，具有超短响应时间（~100 fs），可以直接观察双光子波函数。这一特性也使我们能够证明无背景，高可见度的双光子干涉振荡。
2004-12-30 physics.atom-ph physics.class-ph physics.optics
On-chip transverse-mode entangled photon pair source
集成纠缠光子对源是量子信息科学基础研究和实际应用的重要资源。目前已经有多种类型的纠缠，其中横模纠缠因其独特的优点而备受关注。本文报道了一种利用多模硅波导中的自发四波混频过程实现的片上横模纠缠光子对源。在$\sim$ 2~THz带宽内的多个频率通道上验证了横模光子对的存在，并产生了净保真度为$0.96\pm0.01$的最大纠缠Bell态.我们的纠缠光子对源是基于横模的量子光子学的关键元件，也有可能扩展到高维希尔伯特空间。此外，横模纠缠可以相干地转换为路径和偏振纠缠，这为实现多自由度的高复杂度量子光子电路铺平了道路。
2019-01-17 physics.optics quant-ph
Ultra-bright multiplexed energy-time entangled photon generation from lithium niobate on insulator chip
高通量纠缠光子源是量子光学研究和应用的关键光源。在这里，它是在隔离器上的锂氧化物（LNOI）芯片中实现的，具有2.79*10^11 Hz/mW的光子对速率和1.53*10^9 Hz/nm/mW的光谱亮度。与现有技术相比，这些数据提高了两个数量级以上。一个130 nm的宽带设计为8通道复用的能量-时间纠缠。利用高消光频率相关和高达99.17%可见度的Franson干涉，这种能量-时间纠缠复用进一步提高了高通量数据速率，并保证了芯片上量子信息处理的广泛应用。
2020-12-11 physics.optics quant-ph
Increasing two-photon entangled dimensions by shaping input beam profiles
在高维轨道角动量自由度下纠缠的光子对被广泛认为是提高量子信息处理能力的一种可能来源。因此，非常需要在OAM DOF中产生高维最大纠缠态。在这项工作中，我们展示了一种简单的方法来产生更广泛和更平坦的OAM光谱，即更大的螺旋带宽（SB），通过修改泵浦光束的轮廓自发参量下转换产生的纠缠光子对。通过实验和理论研究，我们发现，与高斯形泵浦相比，与用于OAM检测的单模光纤的模式分布大致相反的指数泵浦分布将提供大得多的SB。
2020-04-23 physics.optics quant-ph
Fundamental Bounds of Wavefront Shaping of Spatially Entangled Photons
本文从理论和数值上研究了空间纠缠光子通过厚散射介质时波前整形对双光子关联的增强界限，揭示了单光子整形、介质前双光子整形及介质后双光子整形等不同配置下与经典预期不同的最优增强规律，为散射环境中的量子成像与通信提供了策略依据。
2025-05-04 physics.optics quant-ph
Reconfigurable on-chip entangled sources based on lithium-niobate waveguide circuits
集成量子光学是实现量子信息处理的必然趋势。在这里，我们报告了基于可重构锂离子波导电路的光子纠缠的片上产生和操纵。通过在波导干涉仪中引入周期性极化结构，产生两个相位可控的独立光子对源，并通过量子干涉级联，得到确定性分离的全同光子对。该状态的特点是能见度为92.9%的Hong-Ou-Mandel干涉。通过在片控制电光相移，实现了从双光子分离态到聚束态的连续变形。光子通量达到~1.4*10^7对nm-1 mW-1。我们的工作为不同光子源的片上工程提供了一种方案，并为完全集成的量子技术铺平了道路。
2014-04-01 physics.optics quant-ph
Quantum state engineering with twisted photons via adaptive shaping of the pump beam
高维纠缠是量子通信的一种宝贵资源，在轨道角动量上纠缠的光子对通常用于编码高维量子态。然而，制备任意维最大纠缠态的方法仍然缺乏，目前使用的方法基本上依赖于过滤和纠缠浓度。在这里，我们实验实现了一种方法，用于产生高维最大纠缠的OAM状态的光子对，不需要任何这些程序。此外，准备状态被限制到指定维度的子空间，因此需要最少的后选择。
2018-07-25 physics.optics quant-ph
Shaping the waveform of entangled photons
我们证明了实验的联合频谱，即波形和频率相关度，在自发参量下转换产生的成对光子的可调控制。这种控制是介导的抽运光束的空间形状在一个I型非共线配置。我们讨论了这种技术对其他频率纠缠光子源的适用性，例如电磁诱导拉曼跃迁。
2007-09-12 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
Two Polarization Entangled Sources from the Same Semiconductor Chip
在单片芯片上产生光子的非经典态，如偏振纠缠态，是实现量子计算和量子密钥分发等光量子信息处理的重要一步。在这里，我们展示了两个偏振纠缠光子源在一个单片半导体波导。第一个源是通过同时利用两个自发参量下转换（SPDC）过程，即0型和I型SPDC过程。该芯片还可以通过II型SPDC过程产生偏振纠缠光子，从而能够在同一设备中产生共偏振和交叉偏振纠缠光子。在这两种情况下，偏振纠缠直接在芯片上产生，而不使用任何片外补偿，干涉或带通滤波。这使得能够利用相同的泵浦源同时直接地、基于芯片地生成贝尔状态$(|H,H\rangle+|V,V\rangle)/\sqrt{2}$和$(|H,V\rangle+|V,H\rangle)/\sqrt{2}$。此外，基于化合物半导体，该芯片可以直接与自己的泵浦激光器集成。这项技术开创了一个独立的、集成的、电泵浦的、室温偏振纠缠光子源的时代。
2015-11-06 quant-ph
Three-dimensional entanglement on a silicon chip
纠缠是量子物理学的一个违反直觉的特征，是量子技术的核心。高维量子态在各种量子信息任务中具有独特的优势。集成光子芯片最近已成为纠缠光子产生、操纵和检测的领先平台。在这里，我们报告了一个硅光子芯片，使用新的干涉共振增强的光子对源，光谱解复用器和高维可重构电路产生，操纵和分析路径纠缠三维qutrit状态。通过最小化片上的电和热串扰，我们获得了高质量的量子干涉与vibration超过96.5%和最大纠缠qutrit态的保真度为95.5%。我们进一步探索纠缠量子的基本性质，以测试量子非定域性和上下文性，并实现图形的量子模拟和高精度的光学相位测量。我们的工作为多光子高维量子技术的发展铺平了道路。
2021-01-27 physics.optics quant-ph
Monolithic Semiconductor Chips as a Source for Broadband Wavelength-Multiplexed Polarization Entangled Photons
从单片芯片中产生纠缠光子是光量子信息处理包括量子密钥分发和量子计算的实际应用的一个重要里程碑。超宽带纠缠光子在诸如量子精密测量和多方纠缠分布等各种应用中具有特别的意义。在这项工作中，我们首次演示了从半导体芯片中直接产生宽带波长复用的偏振纠缠光子。在不使用任何片上补偿、干涉测量的情况下，观察到在电信频带中具有大至95 nm的信号-空闲间隔的纠缠光子。在这项工作中实现的0.98 $\pm$ 0.01的最高并发度也是最高的，据我们所知，与所有以前证明的半导体波导源相比。这项工作为完全集成的超宽带偏振纠缠光子源铺平了道路。
2015-11-03 quant-ph
Shaping frequency entangled qudits
量子比特（量子比特的d维版本）之间的量子纠缠与高级量子信息处理相关，并提供了对量子相关性本质的更深入了解。在连续参量下转换产生的光子对的频率模式中编码量子点使得能够访问高维状态。通过塑造纠缠光子的能谱，我们展示了维度高达4的纠缠量子点的创建，表征和操纵。通过量子态层析重建了它们各自的密度矩阵。对于量子比特和量子，我们还测量了d维贝尔参数对各种纠缠度的依赖性。我们的实验证明了研究$d$它态的高维频率纠缠态物理的能力，这对量子信息科学具有重要意义。
2013-03-25 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
Integrated bright source of polarization-entangled photons using lithium niobate photonic chips
本研究在薄膜铌酸锂（TFLN）集成光子芯片上利用连续波泵浦，首次实现了高亮度偏振纠缠贝尔态源，其片上亮度达508.5 MHz/mW，超越硅光子学等平台，且生成的纠缠光子对纯度、并发度和保真度均高，为量子通信与光子量子技术提供了紧凑高效的器件方案。
2025-06-30 physics.optics quant-ph
On-chip generation of hybrid polarization-frequency entangled biphoton states
我们展示了一个芯片集成的半导体源，结合了偏振和频率纠缠，允许产生纠缠双光子态的混合自由度，而无需后处理。我们的AlGaAs器件是基于第二类自发参量下转换（SPDC）的对向传播相位匹配方案，其中模式双折射升降机之间的两个可能的非线性相互作用的简并。这允许在室温和电信波长下，以两种不同的空间模式直接产生偏振频率纠缠光子，为量子信息协议提供增强的灵活性。通过测量双光子的联合谱和Hong-ou-Mandel干涉，在混合极化-频率空间中重构受限的密度矩阵，量化了态纠缠.
2022-08-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High visibility time-energy entangled photons from a silicon nanophotonic chip
量子光子学的进展表明，芯片级量子器件正在从基础研究领域转变为应用技术。集成光子电路和单光子探测器的最新发展表明，量子光子过程保真度的瓶颈最终将在于光子源。我们提出并展示了一种硅纳米光子芯片能够发射电信波段光子对，表现出最高的原始程度的时间-能量纠缠从微/纳米级源，到目前为止。在高Q硅微盘谐振器中通过腔增强的自发四波混频（SFWM）产生双光子，其中三重共振产生过程的性质导致戏剧性的Purcell增强，从而导致高效的对产生速率以及对光子噪声背景的极端抑制。优良的光子源和新的相位锁定技术的组合，允许在（4.40 $\pm$ 0.07）$\times$ 10 $^5$对/s的大对产生速率下，在没有任何背景扣除的情况下观察到（96.6 $\pm$ 1.1）$\%$的几乎完美的符合可见性。
2016-05-20 physics.optics quant-ph
Tutorial: Shaping the Spatial Correlations of Entangled Photon Pairs
本教程介绍如何将经典光整形应用于纠缠光子对成像，详细说明了利用空间光调制器塑造光子对空间相关性的两种实验配置，并展示了利用光子对进行像差与散射校正的实例，为相关实验提供构建指南。
2024-02-12 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
Full characterization of a highly multimode entangled state embedded in an optical frequency comb using pulse shaping
详细分析了同步泵浦光学参量振荡器（SPOPO）产生的光学频率梳中多模量子态。全协方差矩阵的状态得到零差检测的本地振荡器的频谱控制与脉冲整形技术。由此产生的矩阵揭示了真正的多体纠缠。此外，光束由对应于特定脉冲形状的若干独立本征模组成。实验数据与数值模拟相吻合。最后分析了利用量子梳产生连续变量团簇态的可能性。多个集群状态被示出同时嵌入在SPOPO状态，这些状态可以通过施加到测量的协方差矩阵的适当的基础变化来揭示。
2014-01-20 quant-ph
On chip high-dimensional entangled photon sources
本文综述了片上高维纠缠光子源的非线性光学过程、材料平台、当前实现与应用，并探讨了现有挑战及混合异质集成策略的未来机遇。
2024-09-05 quant-ph
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
Adaptive Quantum Optics with Spatially Entangled Photon Pairs
光整形促进了光学状态的制备和检测，并且是通信、计算和成像中的许多应用的基础。在这封信中，我们将光整形推广到量子领域。我们表明，经典激光的相位调制模式也可以形成更高的空间相干性，允许确定性剪裁的高维量子纠缠。通过调制空间纠缠光子对，我们创建了周期性的，拓扑的和随机的量子照明模式，而不影响强度。然后，我们的量子照明结构，同时补偿纠缠已被随机化的散射介质，并通过光学记忆效应的量子测量来表征介质的属性。这些结果展示了空间相干性的基本方面，并打开了自适应量子光学领域。
2018-12-21 physics.optics quant-ph
Polarization entangled state measurement on a chip
克服体量子光学局限性的新兴策略包括利用集成波导技术可实现的鲁棒性和紧凑性。在这里，我们报告实现的定向耦合器，飞秒激光波导写入制造，作为一个集成的分束器能够支持偏振编码的量子比特。这种无掩模和单步技术允许实现能够支持具有任何偏振状态的高斯模式的传播的圆形横向波导轮廓。利用该装置，我们实现了偏振纠缠态和单重态投影的量子干涉。
2010-09-13 quant-ph
Heralded temporal shaping of single photons enabled by entanglement
我们提出了一种方法来产生一个纯粹的单光子与任意设计的时间形状在一个预示着，无损和可扩展的方式。作为不可或缺的资源，该方法使用了时间-能量纠缠光子对。为了完成整形，一对光子中的一个光子根据所需的形状进行时间调制。随后对光子的频率分辨探测预示着它的纠缠对应物处于纯量子态，其时间形状不受调制的局部影响。我们发现的条件的形状预示着光子再现调制功能。该方法可以用各种时间-能量纠缠光子源来实现。特别地，使用来自参数下转换的纠缠光子，该方法使得能够在前所未有的宽的持续时间范围内生成具有可调形状的纯光子-从十分之一飞秒到微秒。提出的单光子成形将推动可扩展的多维量子信息协议、有效的光子-物质耦合和单量子水平的量子控制的实现。
2016-10-12 quant-ph
Efficient generation of single and entangled photons on a silicon photonic integrated chip
我们提出了一个协议，用于产生按需，不可区分的单光子的硅光子集成芯片。该源是一个时间复用的自发参量下转换元件，允许优化单光子与多光子发射，同时实现高输出速率和不可扩展性。我们最大限度地减少有源元件的缩放和有源元件损耗的缩放与复用。然后，我们讨论了检测策略和数据处理，以进一步优化程序。我们模拟了单光子产生效率的改善，在以前的时间复用协议，假设现有的制造能力。然后，我们应用这个系统来产生贝尔状态。这两个非经典态的产生效率可以大大提高与改进的制造工艺。
2011-10-18 quant-ph
On-chip multiplexed multiple entanglement sources in a single silicon nanowire
片上硅（SOI）光子电路以其低损耗、小尺寸、兼容CMOS和电信通信技术等优点，成为最有前途的可扩展量子信息技术平台。多路复用纠缠源包括：基于1cm长单根硅纳米线的能量时间纠缠源、时间箱纠缠源和偏振纠缠源，所有这些源都兼容（100 GHz）密集波分复用（DWDM）系统。利用双光子干涉图、Bell不等式和量子态层析等方法对纠缠源的性质进行了表征。在超过5个通道对上产生多个缠结，具有约97%（100%）的高原始（净）活力。这些纠缠源的发射光谱亮度达到4.2 × 105 /（s·nm·mW）。比较了连续泵浦和脉冲泵浦下产生的光子对的质量。这些高质量的多路复用纠缠源使它们非常有希望用于未来的最小化量子通信和计算系统。
2017-05-09 physics.optics quant-ph
Spatial entanglement engineering by pump shaping
设计量子光学态的性质的能力对于量子信息处理应用是必不可少的。在这里，我们展示了自发参量下转换产生的光子对之间的空间相关性的可调控制。通过在I型共线配置中成形空间泵浦光束轮廓，我们定制了在高维纠缠的光子对之间的重合的空间结构，而不影响强度。这些结果突出了空间相干性的基本方面，并为基于高维空间纠缠的量子技术的发展提供了潜力。
2021-03-03 physics.optics quant-ph
A reconfigurable silicon photonics chip for the generation of frequency bin entangled qudits
集成环形谐振腔中的量子光学微梳产生了多种光谱模式的纠缠光子对，并允许制备高维量子态。理想情况下，这些源应该是可编程的，并具有高生成速率，梳状线紧密间隔，以实现基于电光频率混合的高效量子比特门。虽然这些要求不能全部由单个谐振器设备满足，对于单个谐振器设备，在高生成速率和紧密的仓间隔之间存在权衡，但是有希望的策略是使用多个谐振器，每个谐振器经由自发四波混频在特定的频率仓中生成光子对。基于这种方法，我们提出了一种可编程的硅光子器件的频率仓纠缠量子比特的产生，其中仓间距，量子比特尺寸，和二分量子态可以在芯片上重新配置。使用半径为22 μ m的谐振腔，我们获得了高亮度（MHz/（mW）^2）的每梳线与仓间距为15 GHz，和85%以上的最大纠缠贝尔态的希尔伯特空间维数为16。通过单独寻址每个光谱模式，我们实现了无法使用单个谐振器在片上生成的状态。我们在一组相互无偏的基上测量了最大纠缠的两个量子比特和两个量子比特态的相关矩阵，发现相关性超过98%，并表明该源可以在高维安全通信协议中找到应用。
2023-01-27 quant-ph
Advancements in Entangled Photon Pairs in 2D Van der Waals Materials for On-chip Quantum Applications
本文综述了二维范德瓦尔材料中纠缠光子对的生成进展，探讨其在量子技术中的应用及未来发展方向。
2025-08-16 cond-mat.other physics.app-ph quant-ph
Near perfect two-photon interference out a down-converter on a silicon photonic chip
集成纠缠光子对源是实现大规模量子光子解决方案的关键要素，并解决了规模扩大和稳定性的挑战。在这里，我们报告了基于硅基平台中通过光致二阶（$χ^{(2)}$）非线性进行自发参数下转换的能量时间纠缠光子对源的首次演示，确保了基谐波的0型准相位匹配及其波导内的二次谐波。所开发的源在8的$μ$ W泵浦功率下显示出1635的符合与偶然比。值得注意的是，我们报告的双光子干涉与99.36 $\pm1.94\%$接近完美的可见度，显示高品质的光子纠缠没有多余的背景噪声。这为量子技术开辟了新的视野，需要在单个芯片上集成各种各样的建筑功能。
2022-02-09 physics.optics quant-ph
Multipartite high-dimensional entangled state generation through soliton-induced dynamical Casimir effect on a chip
提出了一种利用动态Casimir效应产生复杂量子态的集成光子学方法。该方法提供了一种在微波（MW）和太赫兹（THz）波段实现多体高维纠缠态的方案，通过在一个耦合到支持时间光孤子的光学微谐振腔的微波谐振腔中进行调制。在MW谐振器的状态从基态演变，实现实光子从虚光子在基态。通过克尔引起的折射率变化的光学微谐振腔中的微波谐振腔的周期性调制，以及耗散克尔孤子（DKS）的局部空间分布，使光子对的产生和模式间耦合在微波谐振腔。这允许在宽光谱范围内产生高度持久的多体高维纠缠态。所提出的方法铺平了道路的混合集成平台，在MW和太赫兹制度使用高度相干的超短光脉冲在单片集成平台产生的多体纠缠量子比特（高维量子比特）。这种体系结构可以作为一个纠缠态源，作为一个必要的资源，利用广泛的量子协议，从容错计算，以增强传感和隐形传态。
2020-12-22 quant-ph
Experimental optimal verification of three-dimensional entanglement on a silicon chip
高维纠缠对于量子物理的基础研究具有重要意义，在各种量子信息处理（QIP）任务中具有独特的优势。集成量子器件是近年来发展起来的一种新型量子器件，它可以用来制造、处理和探测复杂的高维纠缠态。走向实用量子技术的关键一步是验证这些设备是否能以最佳策略可靠地工作。在这项工作中，我们实验上实现了一个最佳的量子验证策略的三维最大纠缠态的硅光子芯片上使用本地投影测量。从1190个拷贝达到95%的置信度以验证目标量子态。作为拷贝数的函数，所获得的不忠实度的标度为-0.5497+-0.0002，以248个标准偏差超过了-0.5的标准量子极限。我们的研究结果表明，量子态验证可以作为一个有效的工具，复杂的量子测量任务。
2022-08-27 physics.optics quant-ph
Experimental access to higher-dimensional entangled quantum systems using integrated optics
集成光学允许在基于芯片的架构上产生和控制日益复杂的光子态。在这里，我们实现了两个纠缠qutrits -一个9维量子系统-并展示了一个非常高的实验控制程度。该方法在概念上不同于常见的体光学实现，在很大程度上基于集成的光纤内和片上技术的方法，并进一步受到当今电信行业中常用方法的激励。该系统由一个光纤源和一个片上集成的通用多端口组成，该光纤源产生任意振幅和相位的纠缠quutrit态，该通用多端口使得能够在两个quutrit 9维希尔伯特空间内实现任何期望的局部幺正变换。完整的设计很容易扩展到更高的维度，适度增加复杂性。最终，我们的方案允许完整的片上集成。我们证明了我们的系统的灵活性和通用性，通过实现一个完整的表征高阶Einstein-Podolsky-Rosen相关的两个quutrit空间。
2015-06-02 quant-ph
Entanglement distribution over metropolitan fiber using an on-chip broadband polarization entangled photon source
Nanjing University（南京大学）
本文利用基于SOI平台的片上宽带硅纳米线双光子偏振纠缠源，在30公里城域光纤上实现了纠缠分发，并观测到CHSH不等式违反27.8个标准差，展示了硅光子技术在量子网络中的可扩展性。
2026-06-23 quant-ph
Spiking neuromorphic chip learns entangled quantum states
人工神经网络对量子态的逼近在过去几年中得到了广泛的关注。与此同时，模拟神经形态芯片，灵感来自生物大脑的结构和动力学特性，在运行人工神经网络架构时显示出高能效，以利于生成应用。这鼓励采用这样的硬件系统作为量子系统模拟的平台。在这里，我们报告了使用最新的基于尖峰的BrainScaleS硬件实现原型，使我们能够表示具有高分辨率的几个量子比特最大纠缠量子态。模拟硬件很好地捕获了纯和混合双量子比特态的Bell相关性，证明了用尖峰神经形态芯片模拟量子系统的重要构建块。
2021-10-25 cond-mat.dis-nn cs.ET cs.NE
Integrated AlGaAs source of highly indistinguishable and energy-time entangled photons
在微型芯片中产生非经典光态是实现未来量子技术的关键一步。半导体材料是实现极其紧凑和大规模并行系统的理想材料，目前正在开发几个平台。在这种情况下，AlGaAs器件中的自发参量下转换结合了室温操作、电注入和电信频带中的发射的可能性的优点。在这里，我们报告的芯片为基础的AlGaAs源，产生不可区分的和能量-时间纠缠的光子与$7.2\times10^6$对/秒的亮度和$141\pm12$的信噪比。光子之间的不可分割性通过Hong-Ou-Mandel实验与$89\pm3\%$的可见性来证明，而能量-时间纠缠通过Franson干涉仪测试，从而得到Bell参数$ S=2.70\pm0.10$的值。
2015-07-20 physics.optics quant-ph
Superradiance of entangled photon pairs from a high-density chip-scale Cs vapor cell
Pusan National University（釜山国立大学）
本文在芯片级铯蒸气池中实验演示了光子对超辐射过程，通过高原子密度实现亚波长间距，观察到双光子波函数时间压缩，产生高亮度纠缠光子对。
2026-07-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A two-channel, spectrally degenerate polarization entangled source on chip
集成光学为量子信息应用的高度复杂和紧凑的电路的实验实现提供了平台。在这种情况下，集成波导源由于其高亮度和稳定性而代表用于产生光的量子态的强大资源。然而，光在单个空间模式中的限制限制了多通道源的实现。由于这一挑战，量子信息过程中最常用的源之一，即在两个不同的空间模式中产生光谱上不可区分的偏振纠缠光子的源，尚未在完全集成的平台中实现。在这里，我们克服了这一限制，通过适当的工程两个周期性极化波导和集成的偏振分束器在锂碳酸盐。这个源产生的偏振纠缠态的保真度为F = 0.973（3）和贝尔不等式的测试结果在大于14个标准偏差的违反。它可以工作在脉冲和连续波制度。该器件代表了实现量子信息应用的完全集成电路的新的一步。
2016-04-15 quant-ph
Fully on-chip photonic turnkey quantum source for entangled qubit/qudit state generation
本文提出集成InP增益腔、Vernier滤波器与Si3N4非线性微环的全片上纠缠光源，可直接产生高维频率仓纠缠态并实现高探测率、高保真度。
2022-06-17 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Telecom-Band Entanglement Generation for Chipscale Quantum Processing
我们证明了在纳米尺度的绝缘体上硅（SOI）波导中通过克尔非线性产生的非简并和简并光子对的偏振纠缠。我们采用一种紧凑的对向传播结构来产生双光子偏振纠缠态，|H>| H> +| V>| V>.我们观察到的双光子干涉的可见度> 91%和> 80%的非简并和简并光子对，分别。实验结构可以在光学芯片上实现，作为未来量子计算机和通信应用的纠缠光子的集成源。
2008-01-17 quant-ph
On-chip generation and collectively coherent control of the superposition of the whole family of Dicke states
该研究利用硅光子芯片从两个微谐振器产生四光子，并通过片上线性光学电路实现任意激发数四光子 Dicke 态全族叠加态的集体相干控制。
2023-06-02 quant-ph
Entanglement distribution over 155 km metropolitan fiber using a CMOS-compatible silicon chip
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Photonics Devices and System Group, Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学光子器件与系统组）；Institute of Microelectronics, Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（新加坡科技研究局微电子研究所）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
利用CMOS兼容的硅芯片实现155公里光纤上的纠缠分发，突破了传统bulk晶体源的限制，展示了高亮度纠缠光对生成和长距离传输的可行性。
2026-03-16 quant-ph
Amplitude and phase modulation of time-energy entangled two-photon states
实验研究了时能纠缠双光子波函数的振幅和相位调制。纠缠光子由自发参量下转换产生，在棱镜压缩器中进行光谱色散，在幅度和/或相位上进行调制，并通过和频产生来检测。首先，我们提出了一个傅立叶光学分析的光学设置产生的场分布在成形装置的出射平面的解析表达式。然后，我们介绍振幅和/或相位整形和目前的结果，只能通过两者的组合。具体来说，我们使用基于整形器的干涉仪来测量几乎带宽受限的双光子波函数的双光子干涉。
2009-01-22 quant-ph
Generation of quantum-certified random numbers using on-chip path-entangled single photons from an LED
本文利用商用红色LED和光子集成芯片生成并操控单光子路径纠缠态，通过CHSH贝尔测试验证纠缠，并基于贝尔不等式违背实现半设备无关的量子随机数发生器，展示了33%的最小熵。
2023-03-27 quant-ph
Silicon-Nitride Platform for Narrowband Entangled Photon Generation
CMOS兼容的光子芯片由于其可扩展性、鲁棒性和与电子器件的集成而非常适合于现实世界的量子光学器件。尽管使用硅纳米结构取得了令人印象深刻的进展，但在减少其线性和非线性损失以及创建与量子存储器接口所需的窄带光子方面仍然存在挑战。在这里，我们展示了氮化硅（Si 3 N4）平台的潜力，实现了一个超紧凑，明亮，纠缠光子对源与可选的光子带宽下降到30 MHz，这是前所未有的集成源。利用Si 3 N4的适度热膨胀，芯片的简单温度控制可以实现精确的波长稳定性和可调谐性，而无需主动控制。单模光子对在1550 nm处产生的速率超过107 s-1与mW的泵浦功率，并用于产生时间仓纠缠。此外，Si 3 N4允许从可见光到中红外的操作，这使得它非常有希望用于广泛的集成量子光子学应用。
2015-08-18 physics.optics quant-ph
High-quality photonic entanglement for wavelength-multiplexed quantum communication based on a silicon chip
报道了一种基于CMOS兼容硅光子环形腔四波混频的能量时间纠缠光子对源。经过适当的优化，在$\rm 500\,μW$泵浦功率下，该光源具有400对纠缠光子/s/MHz的高光谱亮度.此外，谐振器已经被设计成产生与标准电信密集波分复用器兼容的频率梳结构。我们证明了高纯度的能量-时间纠缠，即，没有光子噪声，在电信C波段中的各种信道对之间具有接近完美的原始噪声（$>$ ~98\%）。这样一个紧凑的源代表了一条通往更复杂的量子光子电路的道路，专用于量子通信系统。
2017-02-08 physics.optics quant-ph
Generation of entangled photons using an arrayed waveguide grating
我们提出了一种片上纠缠光子对源，它使用阵列波导光栅（AWG）与多个非线性输入波导作为相关光子对源。该器件利用单片硅-硅波导集成平台实现了对输入光波导中产生的光子对的波长解复用，同时产生了编码在光路中的高维纠缠态，并在原理验证实验中演示了二维纠缠。
2017-11-06 physics.optics quant-ph
Two-photon tomography using on-chip quantum walks
我们提出了一个概念性的方法，量子断层扫描的基础上，首先扩大了量子态在额外的自由度，然后利用引入的稀疏性进行重建。我们制定其应用程序的光子电路，并表明，测量的空间光子相关性在一个专门定制的离散连续量子行走的输出可以使任何双光子空间纠缠和混合状态的输入完全重建。这种方法不需要任何可调元件，因此非常适合与片上超导光子探测器集成。
2016-01-11 physics.optics 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
On-chip quantum interference between independent lithium niobate-on-insulator photon-pair sources
本研究基于绝缘体上铌酸锂集成光子芯片，实现了独立光子对源的高效产生与高可见度片上量子干涉，为大规模集成量子光子学及玻色采样、量子通信等应用提供了可行路径。
2024-04-12 physics.optics quant-ph
Experimental requirements for entangled two-photon spectroscopy
纠缠双光子光谱预计将提供与经典协议相比的优势。它是通过相干控制能量纠缠光子的光谱特性来实现的。我们在这里提出了一个实验装置，允许高分辨率的纠缠光子的光谱整形。我们通过检测非线性晶体中的和频产生来评估其性能。当使用经典光或纠缠光进行时，比较该过程的效率。
2021-03-18 quant-ph
Quantum Clock Synchronization Network with Silicon-chip Dual-Pumped Entangled Photon Source
本研究提出基于硅片双泵浦纠缠光子源的多用户量子时钟同步网络方案，通过双泵浦自发四波混频产生多信道纠缠，结合波分复用与往返同步实现多用户服务，实验验证了高精度且信道资源较同类方案减少约30%。
2024-07-13 quant-ph
