Manipulating the symmetry of transverse momentum entangled biphoton states
Bell态是光子量子信息处理的基本资源。这些状态已经在许多光子自由度上成功地产生。然而，它们在动量空间的操纵仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一个计划，工程的对称性的双光子纠缠在横向动量自由度，通过使用空间可变相位对象。我们演示了如何构造一个Hong-Ou-Mandel干涉仪，通过光子“聚束”/“反聚束”观测来验证动量纠缠的对称性。我们还展示了这种方法如何允许生成的状态下，获得一个任意阶段的交换操作。
2022-05-12 quant-ph
Frequency Bin Entangled Photons
单色激光泵浦参量下转换晶体产生频率纠缠光子对。我们通过实验研究了这种频率纠缠光子在电信波长（约1550 nm）与纤维光学组件，如电光相位调制器和窄带频率滤波器。我们的方法所依据的理论是通过引入频率仓纠缠的概念来发展的。我们的研究结果表明，相位调制器的地址相干高达11个频率箱，导致干涉图案，可以违反贝尔不等式适合我们的设置超过5个标准偏差。
2010-02-10 quant-ph
Creating and manipulating entangled optical qubits in the frequency domain
频率纠缠光子的射频相位调制导致频域中的双光子干涉图样。在最近的实验中，使用窄带频率滤波器来测量图案，该窄带频率滤波器选择属于给定频率箱的光子。在这里，我们展示了如何光子可以分组到偶数和奇数频率使用周期性频率滤波器称为双稳态。在我们的理论分析中，我们展示了这是如何将高维光子态降低到有效的二维态的。这对于诸如量子密码学或量子非定域性的低维测试等应用是有意义的。然后，我们报告这个建议的实验实现。观测到的双光子干涉图样和对CHSH不等式--最简单的二元结果贝尔不等式--的破坏与理论预测符合得很好。
2014-03-04 quant-ph
Frequency Multiplexed Optical Entangled Source based on the Pockels Effect
近年来，谐振型电光调制器作为高效率的相干频率梳光源和量子信息传输器件，在实验上取得了重要进展，实现了强的光模和微波模耦合。这些特征表明基于电光的器件作为纠缠光学频率梳源的候选者。本文研究了毫米级谐振电光调制器中纠缠光学频率梳的产生。这些设备受益于实验证明的优势，例如在几GHz范围内几乎恒定的光学自由光谱范围、高光学和微波品质因数。对于保守参数值，具有在MHz范围内的光谱带宽的频率复用量子信道的产生为长距离混合量子网络、量子密钥分发、增强的光学计量学和量子计算中的新用途铺平了道路。
2020-10-11 quant-ph
Implementing two-photon interference in the frequency domain with electro-optic phase modulators
使用参量下转换可以容易地产生频率纠缠光子。我们最近展示了如何使用电光相位调制器和窄带频率滤波器来操纵和测量这种纠缠，从而导致频域中的双光子干涉图案。在这里，我们介绍了新的理论和实验发展，表明这种方法是一个潜在的竞争平台，实现量子通信协议在标准的电信光纤。我们推导出一个简单的符合概率的理论表达式，并用它来优化一个贝尔不等式。此外，我们建立了纠缠光子方案与经典干涉方案之间的等价关系.我们在频域中测量的双光子干涉产生超过99%的原始vibration。我们使用我们的高质量的设置，实验验证的理论预测，特别是我们报告了违反CH74不等式超过18个标准差。
2012-04-19 quant-ph
Manipulating spatial structure of high-order quantum coherence with entangled photons
本文通过映射空间结构纠缠光子的纠缠，首次从理论和实验上实现了对高阶空间量子相干性的主动操控。
2023-06-01 quant-ph
Modulation and Measurement of Time-Energy Entangled Photons
我们描述了一个证明的主要实验演示了傅立叶技术测量双光子波包的形状。该技术是基于使用同步驱动的快速调制器和慢（积分）检测器。
2009-06-18 quant-ph
Manipulating spatial qudit states with programmable optical devices
高维量子态的产生对量子信息的研究具有重要意义。然而，要使量子通信具有真正的实用潜力，这些态也必须是简单的操纵。空间量子态是通过设计参量下转换光子的横向动量而产生的，迄今为止一直被认为是难以操纵的。然而，我们在这项工作中显示了一个简单的技术来修改这些状态。该技术基于可编程衍射光学器件的使用，其可以充当空间光调制器，以定义这些光子的希尔伯特空间，而不是预制的多狭缝。
2009-06-12 quant-ph
Manipulating Two-Photon Absorption of Molecules through Efficient Optimization of Entangled Light
本研究开发基于贝叶斯优化的纠缠光光谱相位优化方案，可将噻吩树枝状大分子的纠缠双光子吸收概率提升20倍，实现经典光无法达成的选择性激发，并验证了小纠缠时间极限下的独特激发效应。
2024-09-17 physics.chem-ph quant-ph
A Method of Areas for Manipulating the Entanglement Properties of One Copy of a Two-Particle Pure State
我们考虑的问题是如何操纵一般的两粒子纯态的纠缠特性，共享之间的爱丽丝和鲍勃，仅使用本地操作在每一端和经典通信之间的爱丽丝和鲍勃。一种方法的开发，这种类型的问题被发现是相当于一个问题，涉及到一定的着色问题的剪切和粘贴的某些形状。我们考虑两个问题。首先，我们找到了最一般的方法来操纵状态，以获得最大纠缠态。经过这样的操作，纠缠态|11>+|22>+.| mm>以概率p_m获得。我们得到了最佳平均纠缠的表达式。同时，对Lo和Popescu关于这一问题的一些结果给出了简单的几何证明.其次，我们考虑了如何操纵一个两粒子纠缠纯态到另一个两粒子纠缠纯态。我们使用面积法推导出尼尔森定理（该定理说明了这是可能的必要和充分条件）。
1999-03-30 quant-ph
Versatile shaper-assisted discretization of energy-time entangled photons
我们证明了利用空间光调制器对不同基的量子进行编码，可以将宽带能量-时间纠缠光子的频谱离散化。例如，我们实现了三种不同的离散化方案，即频率箱，时间箱和施密特模式。通过双光子干涉实验，发现了$d=4$维的量子纠缠态违反了$d$维的贝尔不等式.
2014-04-04 quant-ph
Nonlinear spectroscopy with entangled photons; manipulating quantum pathways of matter
由材料对经典激光场的响应所获得的光信号由非线性响应函数给出，该响应函数可以用物质的各种量子路径的总和来表示。我们发现，一些路径可以选择通过使用非经典场，通过纠缠的光子和物质的路径，这导致在不同的幂律依赖于入射场强度。通过控制入射光子对的纠缠度，分离了泵浦-探测实验中光谱重叠的受激喇曼散射（SRS）和双光子吸收（TPA）路径。路径选择性为光子到物质纠缠的映射开辟了新的途径。揭示了新材料信息，否则会被途径之间的干扰所消除。
2009-02-15 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Experimental violation of a d-dimensional Bell inequality using energy-time entangled photons
利用数值优化的测量设置，实验研究了不同纠缠度的2-qubit和2-qutrit纠缠态对CGLMP不等式的破坏。量子比特的编码和操纵的频谱的宽带能量-时间纠缠光子考虑到一个空间光调制器。后者允许将频谱离散化成仓。通过单独控制每个频率点，通过量子态层析验证了最大和非最大纠缠量子态的产生。
2015-02-06 quant-ph
A novel method to investigate how the spatial correlation of the pump beam affects the purity of polarization entangled states
我们提出了一种新的方法来解决I型偏振纠缠态的纯度与泵浦光的空间特性之间的关系。我们的全光学装置是基于一个空间光调制器，它提供了前所未有的控制空间相位函数的纠缠态。用这种方法定量地给出了产生态的纯度与抽运光的空间关联函数之间的关系。
2012-04-25 quant-ph
Nonlocal phase modulation of multimode, continuous-variable twin beams
实验研究多模连续变量孪生光束的非局域相位调制，通过电光调制器在热铷蒸气四波混频产生的纠缠光束上实现，发现非局域调制可产生频率模式间的量子关联。
2023-06-23 quant-ph
Generating, manipulating and measuring entanglement and mixture with a reconfigurable photonic circuit
纠缠是典型的量子力学现象，被认为是未来量子技术的核心和基础科学研究的主题。由噪声产生的混合物通常是与环境相互作用的不想要的结果，但也是根本的兴趣，并且被提议在一些生物过程中发挥作用。在这里，我们报告了一个集成波导器件，可以产生和完全表征纯双光子态与任何数量的纠缠和任意单光子态与任何数量的混合。该器件由一个可重构的集成量子光子电路与八个电压控制移相器。我们证明，对于成千上万的随机选择的配置，该设备执行高保真度。我们生成了最大和非最大纠缠态，用连续的部分纠缠态违反了Bell型不等式，并证明了任意单量子比特混合态的生成。
2012-08-13 quant-ph
How to create and detect N-dimensional entangled photons with an active phase hologram
多维量子态的实验实现可能会导致未探索的有趣的物理学，以及先进的量子通信协议。光子的轨道角动量是实现高维量子系统的一个非常合适的离散自由度。产生和操纵这种光子模式的标准方法是使用体光学和固定光学。在这里，作者演示了利用空间光调制器来操纵自发参量下转换中产生的纠缠光子的轨道角动量。他们表明，他们的设置允许他们实现高达21维的光子纠缠，原则上可以扩展到更大的维度。
2007-06-30 quant-ph
How to optimize the absorption of two entangled photons
我们研究了纠缠如何增强三能级系统中的双光子吸收。首先，我们采用施密特分解，以确定最佳的双光子态的纠缠特性，以驱动这样的过渡，和最大的增强，可以实现的最佳经典脉冲相比。然后，我们适应现实的实验约束的优化问题，从下转换源的光子对操纵的本地操作，如空间光调制器。我们推导出最佳的脉冲整形函数，以提高吸收效率，并比较最大的增强可实现的最佳形状，可分离的脉冲的产量纠缠。
2021-05-28 quant-ph
Spectral control of nonclassical light using an integrated thin-film lithium niobate modulator
操纵非经典光的频率和带宽对于实现频率编码/复用量子计算、通信和网络协议以及桥接各种量子系统之间的光谱失配是必不可少的。然而，量子光谱控制需要由光、微波或声学介导的强非线性，这对于以高效率、低噪声和在集成芯片上实现具有挑战性。在这里，我们演示了使用集成的薄膜锂酸盐（TFLN）相位调制器的非经典光的频率偏移和带宽压缩。我们实现了创纪录的高电光频率剪切的电信单光子在太赫兹范围（$\pm$ 641 GHz或$\pm$ 5.2 nm），使高可见度的量子干涉之间的频率非简并光子对。我们进一步操作的调制器作为一个时间透镜，并证明了超过十八倍（6.55 nm至0.35 nm）的单光子带宽压缩。我们的研究结果展示了可扩展光子量子信息处理的片上量子光谱控制的可行性和前景。
2021-12-18 physics.optics quant-ph
Direct transfer of classical non-separable state into hybrid entangled two photon state
混合纠缠态是一种在粒子对的不同自由度之间存在纠缠的量子态，在量子信息科学和通信协议中具有重要的应用价值。在不同的自由度中，利用偏振和轨道角动量（OAM）编码的混合纠缠态可以产生量子比特-量子比特纠缠态，具有很高的OAM量子的宏观纠缠，提高遥感中的角分辨率。到目前为止，这种混合纠缠态是通过使用高保真偏振纠缠态和随后使用合适的模式转换器（如空间光调制器）在复杂的实验方案中压印选定量的OAM来产生的。考虑到纠缠源具有微弱的光子数，在使用衍射光学元件的OAM压印期间的光子损失限制了这种混合态在实际应用中的使用。本文报道了一个简单的实验方案，通过泵浦光的经典不可分态在参量下转换过程中的直接转移，实现了偏振态和OAM态的混合纠缠态。作为原理的证明，利用OAM模l=3的局域不可分泵浦态，我们制备了纠缠见证参数为W-1.25的量子混合纠缠态。通过适当选择抽运光的不可分态，一般方案可以在两个不同量子数的光子之间产生混合纠缠态。
2016-11-26 quant-ph
Manipulating cold atoms through a high-resolution compact system based on a multimode fiber
为了在空间受限的量子工程平台上操纵冷原子，我们研制了一种无透镜光学系统，其分辨率为$\sim$ 1 $μ$ m，横向尺寸仅为225 $μ$ m。我们使用具有高数值孔径的多模光纤，它直接将光引导到超高真空系统内。空间光调制器允许我们在真空光纤端通过数字光学相位共轭产生控制光束。作为演示，我们使用该系统的光学传输冷原子向在真空中的光纤端，加载它们在光学微陷阱和重新冷却它们在光学糖蜜。这项工作为将冷原子与其他光学，电子或光学机械系统相结合的装置开辟了新的前景，这些系统具有有限的光学通道。
2019-11-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Manipulating multi-photon entanglement in waveguide quantum circuits
片上集成光子电路对于量子技术和量子光学科学的进一步发展至关重要。在这里，我们报告的精确控制单光子状态和多光子纠缠直接在芯片上。我们使用基于电阻元件的集成光学相位控制来操纵路径编码量子比特的状态，观察到98.2+/-0.3%的干涉对比度。我们通过观察在波导电路中产生的2-和4-光子纠缠态的干涉条纹来展示集成量子精密测量，其各自的干涉对比度为97.2+/-0.4%和92+/-4%，足以击败标准量子极限。最后，我们展示了一个可重构的电路，可以连续准确地调整量子干涉的程度，最大可见度为98.2+/-0.9%。这些结果不仅为单个光子，而且为光的所有量子态开辟了自适应和完全可重构的光子量子线路。
2009-11-06 quant-ph
Manipulating quantum information by propagation
我们研究了耦合量子谐振子结构中两体和多体连续变量纠缠的产生。通过调整近邻粒子间的相互作用强度，我们给出了在输入臂的第一个振子中产生初始单模压缩态的Y型结构中，如何最大化臂间纠缠的产生，并将该结构看作一个近似的量子克隆器.对于系统动力学中的特定时间，输出臂中的最后一个振子可以被认为是初始状态的不完美副本。通过增加结构中的臂的数量，获得多体纠缠，以及1到M克隆。最后，我们考虑的配置，实现了初始纠缠态的对称分裂。所有的计算都是在量子光学中的旋波近似的框架内进行的，我们的预测可以用现有的实验技术进行检验。
2005-10-13 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
Manipulating complex hybrid entanglement and testing multipartite Bell inequalities in a superconducting circuit
多系统可观测量中的量子关联不仅具有重要意义，而且在量子信息处理中起着重要作用。作为这些相关性的一个标志，贝尔不等式的违反还没有被证明与多体混合纠缠涉及连续和离散变量。在这里，我们创建了一个五体纠缠态，其中有三个超导transmon量子比特和两个光子量子比特，每个量子比特都编码在微波腔的介观场中。我们揭示了这些不同的元素之间的量子关联的联合Wigner层析术的两个腔场的条件下检测的量子比特和测试的五部贝尔不等式。测得的Bell信号为$8.381\pm0.038$，超过了量子关联所施加的四方纠缠的8的界限10个标准差，证明了混合量子系统中真正的五体纠缠。
2020-05-20 quant-ph
Entanglement and Superdense Coding with Linear Optics
讨论了一种仅采用线性光学元件实现纠缠光子态全超密集编码的方案。通过使用由标准和偏振分束器明确区分的四个状态组成的混合基，我们可以通过操纵两个纠缠光子中的一个来确定性地传递四个消息。发送者通过放弃对50%的发送消息的控制（尽管她知道）或通过丢弃33%的传入光子来实现传输的确定性。
2011-12-28 quant-ph
Enhancing the stimulated emission of polarization-entangled photons using passive optical components
偏振纠缠光子对的明亮光源是量子信息技术的重要组成部分。一般来说，有必要引入一个谐振腔，该谐振腔结合了诸如电光调制器之类的有源光学部件，以增强偏振纠缠光子的受激发射。通过同步激光脉冲在谐振腔中实现受激纠缠光子的时间序列操作是一个技术难题。在本文中，我们提出了一个方案，使用一个只有被动光学元件的谐振腔来放大偏振纠缠光子对的受激发射。我们展示了该计划的理论方面，并在双通配置中进行了该计划的原理验证实验演示。
2022-12-30 physics.optics quant-ph
A Multiparticle Generalization of Entanglement Swapping
我们推广了纠缠交换的过程，得到了一个操纵多粒子系统纠缠的方案。我们描述了这个计划如何允许建立多粒子纠缠粒子之间属于遥远的用户在通信网络通过事先分配的单线态，然后只有本地测量。我们表明，该方案可以被看作是一种方法，产生纠缠态的多粒子，并比较它与现有的计划，使用简单的量子计算网络。我们强调了在两方之间纠缠粒子的分配过程中使用一系列纠缠交换的实际优势。多粒子纠缠态的应用在加密会议和阅读消息从一个以上的来源，通过一个单一的测量也进行了说明。
1997-08-01 quant-ph
Manipulating multiple optical parametric processes in photonic topological insulators
本文提出在模拟量子谷霍尔效应的光子拓扑绝缘体中，利用两种拓扑边缘模式和四波混频实现光学参量放大、分频及频率纠缠双光子产生，并展示其拓扑保护鲁棒性。
2024-01-12 physics.optics quant-ph
Entanglement swapping via three-step quantum walk-like protocol
我们提出了一个未知非最大纠缠光子态的纠缠交换过程，其中标准的Bell态测量被一个三步量子行走式的态鉴别过程所取代，即，通过操纵两个光子的运动轨迹来代替实际上非平凡的耦合单元，这将极大地丰富实现量子计算中光子间耦合的动力学，降低光量子处理的集成复杂度。此外，输出态可以是最大纠缠的，这也允许纠缠集中。
2017-10-27 quant-ph
Experimental Study of the Generalized Jarzysnki's Fluctuation Relation Using Entangled Photons
具有轨道角动量的光学模是研究热力学量子极限的一个非常有用的实验平台。在这里，我们提出的实验结果纠缠光子对薄湍流模拟与空间光调制器和广义Jarzysnki的波动关系的上下文中解释它们。通过对轨道角动量的全息测量，得到了单、双面湍流通道中湍流产生的功分布。使用Klyshko的先进的波图像，使我们能够解释实验方案作为一个完全量子图像中的双向过程。
2020-03-30 physics.optics quant-ph
Manipulating and protecting entanglement by means of spin environments
我们研究了两个初始纠缠的量子比特的动力学行为，每个量子比特局部耦合到一个相互作用的自旋链所体现的环境中。我们认为能量交换量子位环境耦合导致了丰富的和高度非平凡的纠缠动力学。我们得到了两个量子比特之间的并发度随时间演化的精确结果，并发现，通过调整相互作用参数，可以冻结纠缠的动力学，从而抑制其松弛到自旋环境中，以及激活突然死亡现象。我们还讨论了环境量子相变对两量子比特纠缠动力学特性的影响。
2010-08-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental demonstration of high-dimensional photonic spatial entanglement between multi-core optical fibers
多维光子量子的光纤传输保证了每个光子的高信息容量而不受空间限制。本文利用空间光调制器和单模光纤组成的量子态分析仪，对空间量子在多芯光纤中的传输和光纤间纠缠的测量进行了实验研究。量子态层析重建了四维纠缠态，通过二维子空间的并发和一个高维Bell型CGLMP不等式验证了纠缠态的非定域性.
2016-10-14 quant-ph
Study of multiple degrees of freedom entanglement in optical fiber
针对光纤中携带轨道角动量的高维纠缠易退相干的问题，研究通过q板制备偏振-OAM混合纠缠态，利用偏振自由度调制OAM自由度，减缓传输中保真度下降，为提升光纤OAM态传输保真度提供理论指导。
2024-04-17 quant-ph
Entanglement generation and manipulation in the Hong-Ou-Mandel experiment: A hidden scenario beyond two-photon interference
HOM效应是一种双光子干涉现象。它描述了这样一个事实，即在分束器处混合的两个不可区分的光子将聚束到两个输出模式中的一个。考虑到两个单光子发射器，如捕获的离子，我们探讨了HOM效应的一个隐藏的场景，其中当一个探测器检测到一个单光子时，可以在两个离子之间产生纠缠。由纠缠光子源发射的第二光子随后将由同一检测器检测。然而，我们也可以通过操纵纠缠态来控制第二个光子的命运。在我们的方案中，纠缠态的相位决定了光子的路径，而不是双光子干涉。为了实现一个可行的实验，我们对系统进行了量子跳跃模拟，以显示其对实验误差的鲁棒性。
2017-11-16 quant-ph
Catalytic and asymptotic equivalence for quantum entanglement
本文研究量子纠缠的催化与渐近操作，证明两者对所有可蒸馏态完全等价，并发现使用纠缠催化剂无法提升渐近单态蒸馏率，突出了多拷贝相关性的关键作用。
2024-12-22 quant-ph
Experimental realization of large-alphabet quantum key distribution protocol using orbital angular momentum entanglement
实验证明了一种利用轨道角动量纠缠光子对的量子密钥分发（QKD）协议。在我们的协议中，Alice和Bob分别用空间光调制器（SLM）在每个纠缠对上调制他们的OAM状态。Alice在她的SLM中使用固定相位全息图，而Bob设计$N$不同的合适的相位全息图，并使用它们来表示他的SLM中的基于$N$的信息。巧合的是，Alice可以完全检索Bob发送的密钥流，而无需信息协调或隐私放大。我们报道了N=3时，OAM本征模l=1和l=-1的扇形态的实验结果。我们的实验表明，对于三种不同的关键元素，符合率处于相对不同的值区域。通过该协议，Alice可以完全恢复Bob的密钥.最后，我们讨论了该协议在轻型攻击和一般攻击下的安全性。
2012-05-04 quant-ph
A versatile source of polarisation entangled photons for quantum network applications
我们报告了一个通用的和实用的方法产生高品质的偏振纠缠在一个完全导波的方式。我们的设置依赖于一个高亮度0型波导发生器产生成对的光子在电信波长与先进的能量时间偏振转录。后者能够创建任何纯偏振纠缠态，并允许操纵单光子带宽，可以在五个数量级上随意选择，范围从几十MHz到几THz。我们在特定的频谱带宽，即25 MHz，540 MHz和100 GHz，实现了出色的纠缠度，证明了我们的方法的相关性。我们的方案是一个理想的候选人，广泛的网络应用，从密集分复用量子密钥分发，以预示着光量子存储器和中继器。
2012-12-27 physics.optics quant-ph
Creation of resilient entangled states and a resource for measurement-based quantum computation with optical superlattices
我们研究了如何通过动态控制晶格势的形状来实现超冷原子在光晶格中的纠缠态。我们考虑一个额外的潜力（超晶格），允许分裂成一个双阱势的每个网站，和网站之间的势垒的高度控制。我们使用超晶格操纵来执行在原子的塞曼能级上编码的相邻量子比特之间的纠缠操作，而不必执行原子的不同振动状态之间的转移。我们展示了如何使用超晶格工程多体纠缠态弹性集体退相噪声。此外，我们提出了一种方法来实现基于测量的量子计算通过贝尔对测量的二维资源。我们分析了测量网络，允许执行量子算法，同时在整个计算过程中保持系统的弹性。
2008-03-18 cond-mat.other quant-ph
Entanglement Protection of Classically Driven Qubits in a Lossy Cavity
能够操纵单量子系统的量子技术目前正在发展中。在量子领域的众多嫁妆中，纠缠是新量子革命的基本资源之一。在这种情况下，一个是面临的问题，保护纠缠时，系统状态被操纵。本文研究了经典驱动场对玻色子环境中两量子比特间纠缠产生的影响。我们讨论了经典场对两个（不同）量子比特之间纠缠产生的影响，以及在何种条件下它在保护初始态纠缠不受环境诱导的衰减方面具有建设性作用。特别地，在类似量子比特的情况下，我们定位系统希尔伯特空间的一个静止子空间，其特征在于状态不依赖于环境属性以及经典驱动场。因此，我们能够确定的条件，以实现最大的纠缠定态后，与环境的瞬态相互作用。我们表明，总体而言，经典驱动场具有建设性的作用，在强耦合制度的纠缠保护。我们还证明了可因子化的初始态可以被驱动到纠缠态，甚至在与环境相互作用后可以被驱动到纠缠稳态。
2021-07-31 quant-ph
Few-Body Quantum Chaos, Localization, and Multi-Photon Entanglement in Optical Synthetic Frequency Dimension
本文提出利用光学合成频率维度中的环形谐振器与周期性调制器，在可集成光子平台上探索少体量子混沌、局域化等量子相，并首次实现可控频率纠缠多光子的高效产生。
2024-06-11 quant-ph
Cavity quantum electro-optics. II. Input-output relations between traveling optical and microwave fields
在以前的论文[M. Tsang，Phys.Rev.A81，063837（2010），e-print arXiv：1003.0116]中，我提出了腔电光调制器的量子模型，其可以将光学腔模式相干地耦合到微波谐振器模式，并且能够对这两种模式进行新颖的量子操作，包括微波模式的激光冷却、电光纠缠和微波正交的反作用规避光学测量。在这篇论文中，我将着重研究耦合到腔电光调制器的行波光场和微波场之间的量子输入输出关系。与红边带光泵浦，示出的关系类似于那些的光束分裂器的行波场，所以在零寄生损耗和临界耦合的理想情况下，微波光子可以相干上转换为“飞行”的光子与单位效率，反之亦然。在蓝边带泵浦下，该调制器作为非简并参量放大器，可以产生光频和微波频的双模压缩和混合纠缠光子对。这些基本操作提供了一个潜在的桥梁电路量子电动力学和量子光学。
2011-08-12 physics.ins-det physics.optics 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
Wavefront correction of high-dimensional two-photon states via coherence-entanglement transfer
针对量子态传输受环境像差散射干扰、经典信标校正方案装置开销大且匹配难度高的问题，提出利用泵浦整形调控双光子态纠缠度，通过其经典相干模式测量信道传输矩阵并校正畸变，实现高维纠缠态低误差传输。
2025-09-04 physics.optics quant-ph
Control of entanglement and two-qubit quantum gates with atoms crossing a detuned optical cavity
提出了一种利用失谐光腔和垂直于腔轴的激光束产生两个（λ型）四能级原子之间有效相互作用的纠缠态的方案。它示出了如何通过操纵它们的速度和（初始）原子之间的距离，两个原子通过腔的纠缠度可以控制。此外，在原子-腔-激光系统的框架内，提出了三种实现双量子比特门的可行方案，即i-交换门、受控Z门和受控非门。对于所有这些方案，我们分析和讨论的原子速度和原子间的距离，这些门实现最可靠。
2009-05-29 quant-ph
Learning entanglement breakdown as a phase transition by confusion
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Schaffhausen Institute of Technology（沙夫豪森理工学院）；Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院斯捷克洛夫数学研究所）
量子技术需要制备和操纵纠缠多粒子态的方法。然而，确定给定的量子态是纠缠的还是可分离的问题通常被认为是NP难问题，甚至检测给定类别的量子态的纠缠破裂的任务也是困难的。在这项工作中，我们开发了一种使用机器学习技术揭示纠缠分解的方法，这种方法被称为“混淆学习”。我们考虑一个量子态族，它是参数化的，使得有一个单一的临界值划分成单独的和纠缠的家庭内的状态。我们证明了“学习混乱”计划，使我们能够确定的临界值。具体地，我们研究了该方法对两量子比特、两量子比特和两量子比特纠缠态的性能。此外，我们研究了局域去极化和广义振幅阻尼通道的混淆方案的框架下的性质。在我们的方法和设置的参数化的特殊轨迹，我们得到了一个量子信道，这表明区域的纠缠（可分离）状态和纠缠击穿区域的纠缠击穿“相图”。然后，我们扩展了利用“混淆学习”方案来识别任意给定态是纠缠态还是可分态的方法。我们表明，所开发的方法提供了正确的答案，为各种状态，包括纠缠态的正部分转置。我们还提出了一个更实用的版本的方法，这是适合于研究纠缠崩溃的噪声中尺度量子器件。我们使用一个可用的基于云的IBM量子处理器来演示其性能。
2022-10-14 cs.LG quant-ph
Quantum Experiments and Hypergraphs: Multi-Photon Sources for Quantum Interference, Quantum Computation and Quantum Entanglement
我们引入超图的概念来描述概率多光子源量子光学实验。每个超边代表一个关联光子源，每个顶点代表一条光输出路径，这种一般性的图形描述为制备复杂的高维多光子量子纠缠态提供了新的思路，从而突破了自发参量下转换产生对的限制.此外，超图的性质可以通过实验来研究。例如，决定超图是否具有完美匹配的NP完全问题可以通过在量子实验中检测多光子事件来回答。通过在超图中引入复权，我们以图形化的方式展示了一般的多粒子量子干涉和纠缠操纵。我们的工作为多光子高维态产生的发展铺平了道路，并可能激发超图映射量子计算的新应用。
2020-03-16 quant-ph
Electro-optic entanglement source for microwave to telecom quantum state transfer
我们提出了一种高效的微波光子调制器作为稳定纠缠微波光场的来源，发展了多谐振电光系统中确定性纠缠产生和量子态转移的理论。该器件基于集成到3D微波腔中的单晶回音壁模式谐振器。具体的设计依赖于薄膜技术和传统加工的新组合，该组合针对微波、光学和机械领域的最低耗散率进行了优化。我们从有限元模拟中提取重要的器件特性，并预测连续可变纠缠产生率的顺序为兆比特/秒的光泵浦功率只有几十微瓦。在实际条件下，我们比较了相干态、压缩态和非高斯态在隐形传态和直接转换方案中的量子态传输效率。将电路量子电动力学的独特能力与光纤通信的弹性相结合，可以促进长距离固态量子比特网络，量子信号合成，量子密钥分发和量子增强检测的新方法，以及更节能的经典传感和调制。
2019-09-03 quant-ph
Frequency-Bin Entanglement of Ultra-Narrow Band Non-Degenerate Photon Pairs
我们证明了腔增强自发参量下转换产生的超窄带光子之间的频率仓纠缠。我们的源在广泛的非简并离散频率模式中产生光子对，其中一个光子与基于掺杂镨的晶体的量子存储材料共振，另一个光子在电信波长处。频率模式之间的相关性进行了分析，使用相位调制器和窄带滤波器检测前。我们展示了高可见度的频率模式之间的双光子干涉，使我们能够推断出模式的相干叠加。我们开发了一个模型描述的状态，我们创建和使用它来估计最佳的测量，以实现违反Clauser-Horne（CH）贝尔不等式在现实的假设。在这些条件下，我们进行了Bell检验，发现了CH不等式的显著违反，从而证明了光子的纠缠。最后，我们证明了与量子存储材料的兼容性，通过使用光谱孔在掺镨（Pr）晶体作为光谱滤波器测量高可见度的双光子干涉。这证明了将频率仓纠缠光子对与基于Pr的固态量子存储器相结合的可行性。
2017-07-10 quant-ph
Interference of Temporally Distinguishable Photons Using Frequency-Resolved Detection
我们证明了三个光子的量子干涉，在时间上是可区分的，通过解决他们的共轭参数，频率。我们表明，在我们的设置中的多光子干涉图案可以通过调整光子之间的相对延迟来操纵，而不需要重新配置光网络。此外，我们观察到，我们的光网络的对称性和输入光子的光谱振幅表现在干涉图案。此外，我们证明了时间反演的HOM类干涉的光谱相关使用时间仓纠缠光子对。通过使用相位调制器添加时变色散，我们的设置可以用于实现动态可重构和可扩展的玻色子采样在时域以及频率分辨的多玻色子相关采样。
2019-09-24 physics.optics quant-ph
Experimental Observation of Earth's Rotation with Quantum Entanglement
该研究在715 m²干涉仪中利用最大路径纠缠光量子态测量地球自转，实现5 μrad/s灵敏度，较此前光学量子干涉仪提升三个数量级。
2023-10-25 physics.optics quant-ph
Demonstration of entanglement-by-measurement of solid state qubits
投影测量是操纵量子态的有力工具。特别地，一组量子位可以通过测量诸如量子位奇偶性的联合属性来纠缠。这些联合测量不需要量子比特之间的直接相互作用，因此为具有良好隔离的量子比特的量子信息处理提供了独特的资源。已经提出了许多固态量子比特的测量纠缠方案，但到目前为止，苛刻的实验要求阻碍了实现。在这里，我们利用氮空位中心的电子自旋作为读出辅助，实现了对金刚石核自旋的双量子比特宇称测量。测量使我们能够将最初不相关的核自旋投影到最大纠缠态。通过结合这种纠缠与高保真度单次读出，我们证明了第一次违反贝尔不等式与固态自旋。这些结果为一类新的实验打开了大门，在这些实验中，投影测量被用来创建、保护和操纵固态量子比特之间的纠缠。
2012-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mechanistic Understanding of Entanglement and Heralding in Cascade Emitters
本文理论研究了级联量子发射体产生纠缠光子及预示单光子的机理，推导了施密特数解析式，并扩展模型纳入偏振、精细结构分裂等效应，为实验设计提供基础。
2020-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Deterministic photonic entanglement arising from non-Abelian quantum holonomy
本文利用片上三维非阿贝尔量子和乐系统提出一种协议，实现了确定性、高保真度的光子纠缠，并推广至任意高维量子系统，为光的确定性量子信息处理提供了新机制。
2025-02-06 physics.app-ph physics.optics quant-ph
