Spectrally multimode integrated SU(1,1) interferometer
非线性SU（1，1）干涉仪是光谱工程和相位灵敏度低于经典界限的精密测量的富有成效和有前途的工具。这种干涉仪已经成功地实现了散装和光纤为基础的配置。然而，快速发展的集成技术提供了更高的效率，更小的占地面积，并为量子增强的片上干涉测量铺平了道路。在这项工作中，我们从理论上实现了多模SU（1，1）干涉仪的集成架构，可以应用于各种集成平台。所提出的干涉仪包括两个光子源之间的偏振转换器，并利用连续波（CW）泵。基于磷酸钛氧钾（KTP）平台，我们表明，这种配置的结果几乎完美的相消干涉在输出和超灵敏度低于经典极限的区域。此外，我们还讨论了单模和多模SU（1，1）干涉仪在相位灵敏度特性及其极限方面的根本区别。最后，我们探讨了如何提高相位灵敏度，过滤输出辐射和使用不同的播种状态在不同的模式与各种检测策略。
2021-05-26 physics.optics quant-ph
Multimode Fock states with large photon number: effective descriptions and applications in quantum metrology
我们开发了通用的工具来计算和有效地计算多模$N$ -光子态在一维波导中的非线性衰减产生的相关可观测量。然后，我们考虑在马赫-曾德尔干涉仪中的光学干涉，其中$d$模式的光子态进入干涉仪的每个臂。我们推导出一个简单的表达式的量子费舍尔信息在每个模式的平均光子数，并表明，它可以饱和的数目分辨光子测量，不区分不同的$d$模式。
2020-02-18 quant-ph
Multimode Angle-Compensated Interferometer with Long Time-Bin Delay Using a Multi-Pass Herriott Cell
National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Physics & Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文系）；Department of Physics, Simon Fraser University（西蒙菲莎大学物理系）
该研究针对自由空间光通信中大气湍流导致的多模式接收需求，设计了基于多通Herriott池的场展宽多模干涉仪，实现了12ns时滞、0.4°视场下的高干涉可见度，为无源干涉方案提供了原理验证。
2026-11-05 physics.optics quant-ph
Robust quantum enhanced phase estimation in a multimode interferometer
通过利用超冷原子在多模干涉仪中的相关特性，我们展示了如何实现量子增强的测量精度，同时对粒子损失具有很强的鲁棒性。虽然增强测量精度的潜力对于双模方案中的甚至中等损耗都是有限的，但多模方案可以更鲁棒。一种用于感测非相互作用费米子原子的旋转运动的环形干涉仪可以实现$1/(N\sqrtη)$的不确定度标度，其中$N$粒子在损失后具有剩余部分$η$，这削弱了双模干涉仪的散粒噪声限制。第二个方案与强相互作用玻色子实现了可比的测量精度和提高读出。
2012-03-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase sensitivity of spatially broadband high-gain SU(1,1) interferometers
本研究提出空间多模SU(1,1)干涉仪在低和高参量增益下的理论描述，通过求解积分微分方程组并利用衍射补偿，证明其相位灵敏度可超越散粒噪声标度并逼近海森堡标度。
2023-07-04 quant-ph
Demonstration of analyzers for multimode photonic time-bin qubits
我们展示了两种方法的不平衡干涉仪作为量子通信的时间仓量子比特分析仪，强大的模式失真和偏振效应，如预期的自由空间量子通信系统，包括波前变形，路径波动，指向误差和光学元件。尽管强烈的空间和时间扭曲的时间仓量子比特的光学模式，纠缠与一个单独的偏振量子比特，我们验证纠缠使用负部分转置，与测量的可见度高达0.85 $\pm$ 0.01。分析仪的鲁棒性进一步证明了高达0.2 $^{\circ}$的各种入射角。干涉仪的输出耦合到多模光纤中，产生0.74的高系统吞吐量。因此，这些分析器是合适的和有效的多模光信道上的量子通信。
2018-04-27 quant-ph
Noise-tolerant tomography of multimode linear optical interferometers with single photons
本研究提出一种基于输出模式间光子计数互相关函数的线性光学干涉仪传递矩阵重建方法，该方法对实验损耗和光子不可分辨性具有鲁棒性，并在4模干涉仪实验中验证了其高保真度及在玻色采样中的应用。
2025-06-25 quant-ph
Quantum-enhanced multiparameter estimation in multiarm interferometers
量子精密测量是当今最先进的测量技术。它使用量子资源来增强相位估计的灵敏度，超出经典物理学所能达到的范围。虽然单参数估计理论已经得到了广泛的研究，但对于在成像和传感中具有重要应用的多相位同时估计，人们所知甚少。在这篇手稿中，我们提供了有用的纠缠（多模粒子之间，qudits）多相估计的条件，并将其调整到多臂马赫-曾德尔干涉。我们讨论了基准多模Fock状态包含有用的量子纠缠和克服可分离的量子态的敏感性在三臂和四臂马赫-曾德尔干涉仪-目前在集成光子技术的范围内。
2015-07-28 quant-ph
Global multimode squeezing in a train of ultrashort pulses from unbalanced SU(1,1) interferometers
The State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, College of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Tianjin University（天津大学精密仪器与光电子工程学院）
本文通过不平衡SU(1,1)干涉仪在超短脉冲列车中生成多模强度压缩，利用锁模激光作为泵浦源，结合光学延迟和非线性光束分裂器实现时域多路复用，展示了多模式强度压缩的独特相关结构和其与模式数M的量子相关性。
2026-07-28 quant-ph
Multimode Metrology via Scattershot Sampling
已知散射光子源具有用于光学量子计算和玻色子采样目的的有用性质，特别是用于缩放到大量光子。本文研究了这些散射源的应用对估计未知的相移的并行任务。在这方面，我们介绍了三种不同的可扩展多模干涉仪，并量化其量子费舍尔信息的性能，使用任意系统尺寸的散点源。我们表明，两个干涉仪需要探测光子在某些输入配置击败经典的散粒噪声精度限制，而其余的干涉仪具有必要的对称性，使其始终击败经典的限制，无论输入配置。然而，我们可以证明所有三个干涉仪平均提供相同的信息量，这可以证明超过了经典的精度限制。我们还进行了蒙特卡罗模拟比较干涉仪在不同的实验相关的制度，作为样本数量的函数。
2021-08-18 physics.optics quant-ph
Optimal photonic indistinguishability tests in multimode networks
粒子不变性是量子统计学的核心，量子统计学调节着固体的电子能带结构、玻色-爱因斯坦凝聚和超导等基本现象。此外，在实际应用中，如线性光量子计算和模拟，特别是玻色子采样设备是必要的。因此，至关重要的是开发工具来证明多个源之间的真正多光子干涉。在这里，我们表明，所谓的西尔维斯特干涉仪是接近最佳的任务，区分可区分和不可区分的光子的行为。我们报告的第一个实现的集成西尔维斯特干涉仪与4和8模式的高效，可扩展和可靠的三维架构。我们进行双光子干涉实验，能够识别不可区分的光子行为与贝叶斯方法，使用非常小的数据集。此外，我们采用实验这种新的设备进行评估散射玻色子采样。这些结果开辟了道路西尔维斯特干涉仪的应用程序的多光子干涉实验的最佳评估。
2017-10-11 quant-ph
Multimode Trapped Interferometer with Ideal Bose-Einstein Condensates
本研究利用囚禁在简谐势中的$^{39}$K原子理想BEC构建多模干涉仪，通过Kapitza-Dirac衍射分束、简谐势闭合路径，验证了两种干涉方案的输出对外力敏感，完成了校准与特性表征。
2021-06-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Characterization of spatial Schmidt modes in high-gain SU(1,1) interferometers
Heinz Nixdorf Institute, Paderborn University（海因茨·诺伊多夫研究所，帕德博恩大学）；Department of Electrical Engineering and Information Technology, Paderborn University（电气与信息工程系，帕德博恩大学）；Department of Physics, Paderborn University（物理系，帕德博恩大学）
本文通过联合施密特分解，理论分析了SU(1,1)干涉仪的模态结构，揭示了参量下转换模式与干涉仪整体模式之间的复杂相互作用，并发展了多模压缩测量技术的严格处理方法。
2026-05-30 quant-ph
General rules for bosonic bunching in multimode interferometers
我们进行了一套全面的实验，其特征玻色子聚束多达3个光子在干涉仪多达16个模式。我们的实验验证了两个规则，支配玻色子聚束。最近在[1，2]中得到的第一个规则预测了聚束概率的平均行为，被称为玻色子生日悖论。第二条规则是新的，并建立了一个n！因子量子增强的概率，所有n玻色子聚束在一个单一的输出模式，相对于可区分玻色子的情况下。玻色聚束除了在诸如玻色-爱因斯坦凝聚等现象中的基本重要性之外，还可以在诸如线性光学量子计算和量子增强计量学等应用中利用玻色聚束。
2013-09-26 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
All Reflective Field-widened Unbalanced Interferometer for Quantum Sensing and Communication Applications
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文学系）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）；Department of Chemical Engineering, University of Waterloo（滑铁卢大学化学工程系）；Department of Physics, Simon Fraser University（西蒙菲莎大学物理系）
提出一种仅由反射面实现的宽视场干涉仪，通过球面凹镜与平面镜构成的腔成像系统，对空间多模光束实现高可见度干涉，适用于湍流信道中的时间箱编码量子系统。
2026-06-18 physics.optics quant-ph
Multimode Phonon-Number Measurement and Single-shot Superparity Measurement using Dispersive Shifts in a Trapped Ion
Seoul National University（首尔大学）；NextQuantum, Seoul National University（NextQuantum，首尔大学）
提出基于离子阱远失谐多模Jaynes-Cummings相互作用的色散位移框架，实现多模声子数测量和无损单次超奇偶测量（模2^k声子数测量），并实验演示单模模2、4、8的声子数测量。
2026-07-01 quant-ph
Multi-mode free-space delay interferometer with no refractive compensation elements for phase encoded QKD protocols
本文提出一种无需折射补偿元件的多模自由空间延迟干涉仪方案，通过选择光束横向尺寸在宽延迟范围内实现高干涉可见度，实验在2 ns延迟下测得可见度达0.95，适用于通过多模光纤接收量子信号的相位编码QKD系统及模间QKD场景。
2025-04-10 physics.optics quant-ph
Wide-field SU(1,1) interferometer
一种${\rm SU(1,1)}$干涉仪使用一系列的两个光学参量放大器，用于实现对在其间引入的相移的子散粒噪声灵敏度。我们提出了第一个实现的宽场${\rm SU(1,1)}$干涉仪，其中使用的聚焦元件，使空间多模操作在一个宽的角度。在这个角度上，干涉相位被发现是平坦的。该特性对于对相前扰动的高灵敏度非常重要。此外，$-4.3\pm0.7$ dB的正交压缩，高灵敏度的基本要求，实验证明的平面波模式内的干涉仪。这种干涉仪不仅可用于量子精密测量，而且可用于遥感、增强子散粒噪声成像和量子信息处理。
2019-09-10 quant-ph
Experimental generalized quantum suppression law in Sylvester interferometers
光子干涉是光量子计算的关键量子资源，特别是所谓的玻色子采样机。在具有一定对称性的干涉仪中，真正的多光子量子干涉有效地抑制了某些事件，就像最初的洪欧曼德尔效应一样。最近，人们发现，一些经典和半经典的模型可以被排除，通过确定这样的supplies在傅里叶干涉仪。在这里，我们提出了一个抑制法律适用于随机输入实验中的多模西尔维斯特干涉仪，并验证了它的实验使用4和8模式集成干涉仪。观察到的抑制比在相同尺寸的傅立叶干涉仪中观察到的更强，并且可能与玻色子采样机和依赖玻色子干涉的其他实验的认证有关。
2017-05-24 quant-ph
Multiphoton, multimode state classification for nonlinear optical circuits
Paderborn University（帕德博恩大学）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University（帕德博恩大学光子量子系统研究所）；Department of Physics, Paderborn University（帕德博恩大学物理系）；Department of Mathematics, Paderborn University（帕德博恩大学数学系）
本文提出了一种基于齐次多项式可分解性的多模态多光子状态分类方法，并设计了多层干涉仪以实现不同类别状态的生成，为状态鲁棒性提供了基准。
2025-02-07 quant-ph
Experimental reconstruction of spatial Schmidt modes for a wide-field SU(1,1) interferometer
本文研究了宽场SU（1，1）干涉仪输出端的空间模含量，即由两个相干泵浦的空间多模光参量放大器组成的非线性干涉仪，两个放大器之间依次放置一个聚焦元件。该器件有望在较宽的角度范围内为多种模式提供低于散粒噪声极限的相位灵敏度。为了重建空间模式及其权重，我们实现了一种简单的方法，基于仅采集强度分布。通过测量不同空间点上光强的协方差，得到了场的本征模分解。我们调查的径向和方位角（轨道角动量）模式，并表明，他们的总数是足够大，使应用程序的干涉仪在空间分辨相位测量。
2019-09-11 quant-ph
Multimode semiconductor laser: quantum versus classical behavior
研究了多模法布里-珀罗半导体激光器辐射强度的时间相关性。强的强度相关性与一个固定的相移之间的不同的纵向模式的激光器被揭示。研究了二阶g^（2）和三阶g^（3）强度关联函数，明确了模间耦合的特征。
2018-10-02 quant-ph
High-order inertial phase shifts for time-domain atom interferometers
计算了时域原子干涉仪的高阶惯性相移。我们得到封闭形式的解析表达式，这些位移在加速度计，陀螺仪，光学钟和光子反冲测量配置。我们的分析包括科里奥利力，离心力，重力和重力梯度引起的力。我们确定了新的变化，出现在相关的当前和计划的实验水平。
2002-07-21 quant-ph
Scalable architecture for measurement induced squeezed light interferometers
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文提出了一种测量诱导的多模压缩光干涉仪架构，通过可编程相干测量实现可扩展的干涉测量，突破传统光学损耗限制，为大规模量子计算和通信提供新途径。
2025-12-19 quant-ph
Photon catalysis for general multimode multi-photon quantum state preparation
Sorbonne Université（索邦大学）；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-Université PSL, Collège de France（卡斯特尔-布罗塞尔实验室，索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，法兰西公学院）
本文提出了一种基于光子催化机制，利用多端口干涉仪等设备实现任意多模式多光子态的精确制备，并验证了其在不同态类上的100%保真度。
2026-02-20 quant-ph
Efficient spatially-resolved multimode quantum memory
我们提出了一种方法，使有效的存储和检索的光子激发存储在系综量子存储器组成的非零斯托克斯位移的λ型吸收。我们表明，这可以用来实现多模量子存储器存储多个频率编码的量子比特在一个单一的合奏，并允许他们的选择性检索。读出方案适用于基于电磁感应透明性和受激拉曼散射的存储器设置，并且在空间上将输出信号场与控制场分离。
2007-10-26 quant-ph
Phase shift in atom interferometers: corrections for non-quadratic potentials and finite-duration laser pulses
考虑到光脉冲的有限持续时间和在较强的均匀引力场中加入小扰动势的影响，我们导出了原子干涉仪在引力场中的相移表达式，推广了矩形脉冲和至多二次势的已知结果.这些改进是正确分析当今高分辨率干涉仪所必需的。
2018-12-31 quant-ph
Multimode Quantum State Tomography Using Unbalanced Array Detection
我们使用电荷耦合器件阵列探测器在一个不平衡的外差配置测量的联合Q函数的多个空间模式的字段。弱信号场和强本振子之间的干涉所形成的强度图案使用傅立叶分析来解决，并用于同时重建22个空间模式的正交振幅统计。本地振荡器和信号以12 mrad的角度传播，从而将经典噪声转换为不与信号重叠的模式。在该配置中，平衡检测不是必需的。
2014-07-23 quant-ph
Emergent and broken symmetries of atomic self-organization arising from Gouy phase shifts in multimode cavity QED
光学腔可以诱导腔内囚禁原子间的光子介导相互作用。多模腔提供了调谐这些相互作用的形式的能力，例如，通过引入一个非局部的，符号变化的相互作用项。通过解释近简并共焦法布里-珀罗腔中模式的Gouy相移，我们提供了这种相互作用的理论描述，以及补充配套论文（参考文献[1]）中提出的额外实验确认。此外，我们表明，这种相互作用应该写在一个复杂的序参量，允许一个U（1）-对称出现。这种对称性对应于当腔被横向泵浦到临界阈值功率以上时由自组织产生的原子密度波的相位。我们从理论上和实验上证明了这个相位如何依赖于腔内玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的位置，并讨论了打破U（1）对称性和锁定这个相位的机制。然后，我们考虑替代的法布里-珀罗多模腔几何形状（即，超越共焦）和计划与一个以上的泵浦激光器，并表明这些提供额外的能力，调谐腔介导的原子之间的相互作用，包括恢复的能力，尽管存在的破缺效应的U（1）对称性。这些光子介导的相互作用可用于实现量子液晶态和使用多模光学腔的自旋玻璃。
2018-10-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Programmable linear quantum networks with a multimode fibre
可重构的量子线路是实现可扩展量子技术的基本构件。它们的实现一直在追求通过精密干涉仪的工程线性光学。虽然这种光网络已经成功地展示了对小规模量子线路的控制，但扩展到更大的尺寸带来了重大挑战。在这里，我们展示了一个潜在的可扩展的路由可重构的光网络的基础上使用的多模光纤和先进的波前整形技术。我们计划网络涉及的空间和偏振模式的光纤和实验验证我们的方法使用双光子量子态的准确性和鲁棒性。特别是，我们说明了我们的平台的可重构性，通过模拟可调相干吸收实验。通过展示可靠的可重编程线性变换，并展望规模，我们的研究结果突出了由波前整形驱动的复杂介质用于量子信息处理的潜力。
2020-11-16 physics.optics quant-ph
An Operator Analysis of Contextuality Witness Measurements for Multimode-Entangled Single Neutron Interferometry
我们发展了一个基于算符的描述两种类型的多模纠缠单中子量子光学器件：沃拉斯顿棱镜和射频自旋翻转器在倾斜磁场梯度。这种处理类似于量子光学中使用的方法，并且便于分析某些类型的中子干涉仪中的量子上下文测量。我们描述操作的方式多模纠缠单中子状态在这些设备中的发展，并提供表达式的相关运营商描述的动态，在中子状态空间的限制，其中近似的有限张量积的可区分的子系统。我们设计了纠缠中子干涉仪来测量Clauser，Horne，Shimony和Holt以及Mermin不等式的纠缠证人，并将理论预测与最近的实验结果进行了比较。我们提出了这些表达式的泛化$n$纠缠可区分的子系统，这可能成为相关的在未来，如果它成为可能添加中子轨道角动量的实验访问列表的纠缠模式。我们认为这项工作是一个必要的第一步，从强纠缠物质的纠缠中子散射的理论描述，我们解释了为什么它应该是可能的，制定一个有用的推广通常的范霍夫线性响应理论这种情况下。我们还简要介绍了一些其他的科学扩展和应用，可以受益于干涉测量使用这种分析所描述的单中子多模纠缠的类型。
2019-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase estimation of phase shifts in two arms for an SU(1,1) interferometer with coherent and squeezed vacuum states
本文从理论上给出了在有和没有内部光子损耗的情况下，高斯态输入下SU（1，1）干涉仪的量子克拉美-拉奥边界（QCRB）。研究了单臂和双臂中的相移，给出了高斯输入态下量子费舍尔信息的解析表达式。与传统的马赫-曾德尔干涉仪不同，根据输入状态的不同，单臂情况下的QCRB略高于或低于双臂情况。在平均光子数固定的情况下，对于纯高斯态输入，在一个模式中压缩真空输入和在另一个模式中真空输入实现了最佳灵敏度。我们比较了QCRB与标准量子极限和Heisenberg极限。在内部损耗较小的情况下，QCRB可以超过标准量子极限。
2018-06-14 quant-ph
Nonlinear Phonon Interferometry at the Heisenberg Limit
干涉仪在量子极限或接近量子极限的精度下工作，在标准模型之外的物理学研究、自然界基本力和对称性的研究以及量子力学的基础测试中得到了广泛的应用。量子涨落和测量反作用对传统干涉仪（$δϕ\sim 1/\sqrt{N}$）的限制促使人们开发了通过量子干涉、多粒子相互作用和纠缠来规避这些限制的方案。这种方案的一个突出例子，即所谓的$SU(1,1)$干涉仪，已被证明对粒子损失和低效检测特别鲁棒，并已被证明与光子和超冷原子。在这里，我们实现了一个$SU(1,1)$干涉仪在一个全新的平台，其中的干扰臂是不同的弯曲模式的毫米级机械谐振器。我们实现了高达15.4（3）dB的噪声压缩，并证明了海森堡定标的干涉灵敏度（$δϕ\sim 1/N$），对应于一个6倍的改进，在传统的干涉仪的测量精度。我们的工作扩展了宏观机械运动的量子操纵的光机工具箱，并提出了新的途径，研究光机传感和多模光机系统的非平衡动力学。
2016-01-11 quant-ph
Multimode interferometry for entangling atoms in quantum networks
我们将一个腔增强的光物质接口与集成到光子芯片上的多模干涉仪（MMI）结合在一起，并展示了这种混合系统在量子网络中定制分布式纠缠的潜力。MMI的工作原理是利用一个87 Rb原子与高精细光学腔强耦合产生的窄带光子对。光子探测事件之间的非经典符合显示没有损失的相干性时，通过MMI的这些光子的干涉对相比，直接测量的双光子可见性使用Hong-Ou-Mandel干涉分束器。这证明了集成多模电路调解由光子量子比特互连的量子网络中的远程固定节点的纠缠的能力。
2018-11-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Long-Term Stability of an Area-Reversible Atom-Interferometer Sagnac Gyroscope
我们报告的长期稳定性和绝对精度的原子干涉仪陀螺仪的研究。这项研究包括实施的电光技术，以扭转减少系统和系统相移的仔细研究的干涉仪的矢量面积。我们的数据强烈表明，漂移小于96 $μ$度/小时是可能的经验消除后，由于测量的温度变化，激光强度，和其他几个实验参数的变化。
2005-10-27 quant-ph
Programmable Multimode Quantum Networks
大量量子模式之间的纠缠是量子互联网等未来技术的核心资源。传统上，光学系统中多模纠缠的产生需要复杂的分束器和移相器的布局，以便将输入模式转换为纠缠模式。这些网络需要对每一组新的纠缠模式进行实质性的修改。在这里，我们报告了高度通用和高效的各种多模纠缠态的产生，能够在不同的线性光学网络之间实时切换。通过将我们的模式定义为一个光束的不同空间区域的组合，我们可以仅使用一对多像素检测器，每个多像素检测器具有M个光电二极管，以便测量N个纠缠模式，其中最大数量为N=M个模式。我们编程的虚拟网络完全等同于他们所仿真的物理线性光学网络。我们给出了N=2到N=8纠缠模的结果，包括N= 2，3，4团簇态.我们的方法为多模纠缠引入了灵活性和可扩展性，这两个重要属性在最先进的设备中备受追捧。
2012-08-29 quant-ph
New intensity and visibility aspects of a double loop neutron interferometer
在双环中子干涉仪的臂上可以安装各种移相器和吸收体。计算了这种类型的空四板干涉仪后的前向光束和衍射光束的平均强度水平。它表明，在前向和衍射方向上的强度可以使用某些吸收剂相等。在这种情况下，干涉仪可以被视为50/50分束器。此外，通过使用不同的吸收体改变第一回路中的透射率，比较了单、双环路干涉仪的振动特性。可以表明，在第二环路中使用移相器，可见度正好变为1。在这种情况下，第二环路中的移相器必须与第一环路中的吸收器的透射系数强相关。使用这样的设备零差测量非常微弱的信号应该成为可能。
2004-05-17 quant-ph
Universal quantum frequency comb measurements by spectral mode-matching
University of Lille（里尔大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Institut de Physique de Nice (INPHYNI)（尼斯物理研究所）；Istituto Nazionale di Ottica, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-INO)（意大利国家光学研究所，意大利国家研究委员会）；QTI S.r.l.（QTI有限公司）；Department of Physics, University of Virginia（弗吉尼亚大学物理系）
本文提出基于光谱模式匹配的通用方法，实现对多模量子光学源的任意单次测量，为光子量子计算提供关键技术支持。
2024-05-28 quant-ph
Nano-displacement measurements using spatially multimode squeezed light
我们证明了同时多轴空间位移测量的平均值为零，超过量子噪声限制的可能性。这些测量的必要资源是具有奇异横模轮廓的压缩光束。我们表明，在原则上，这些模式的无损组合，可以实现使用非简并古伊相移的光学谐振腔。当组合压缩光束测量象限探测器，我们实验证明了同时减少横向x和y位移波动的2.2 dB和3.1 dB以下的量子噪声限制。
2003-11-19 quant-ph
Resource-optimal quantum mode parameter estimation with multimode Gaussian states
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；EHU Quantum Center, University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学量子中心）；Basque Center for Applied Mathematics (BCAM)（巴斯克应用数学中心）；Telecom Paris, Institut Polytechnique de Paris（巴黎电信学院，巴黎理工学院）
本文提出通过多模Gaussian态实现量子模参数估计的资源最优方案，统一了粒子数和模结构视角，推导了量子 Fisher 信息的紧上界并确定了最优Gaussian态。
2026-08-18 quant-ph
Crosstalk-Robust Quantum Control in Multimode Bosonic Systems
针对多模玻色系统中辅助量子比特受 Stark 频移导致的串扰误差，本文利用量子最优控制设计鲁棒脉冲并整合进 ECD 协议，在 Fock 态制备和 Bell-cat 态生成中显著提升保真度。
2024-10-25 quant-ph
Inefficiency of classically simulating linear optical quantum computing with Fock-state inputs
Aaronson和Arkhipov最近使用计算复杂性理论来论证经典计算机很可能无法有效地模拟具有任意Fock状态输入的线性、多模、量子光学干涉仪[Aaronson和Arkhipov，Theory Comput. 9，143（2013）]。在这里，我们提出了一个基本的论点，只利用量子光学技术。我们明确地构建这样的干涉仪的希尔伯特空间，并表明其尺寸与所有的物理资源呈指数级。我们还用一个简单的例子说明了量子理论的薛定谔和海森堡图像虽然在数学上等价，但在计算上一般是不等价的。最后，我们得出结论，我们的论点通过比较多粒子玻色子费米干涉仪的对称性要求，并使用简单的物理推理，连接的nonsimulatability的玻色子设备的计算永久的一个大矩阵的复杂性。
2014-02-18 quant-ph
Supermode-based second harmonic generation in a nonlinear interferometer
我们展示了基于超模的二次谐波产生在一个集成的非线性干涉仪制成的线性和非线性定向耦合器。我们使用全光纤泵浦整形器来演示对称或反对称基模泵浦的二次谐波产生。泵浦模式的选择以及特定SHG光谱轮廓的选择通过基波波长的选择和稳健的相位设置方案来实现。我们使用两种方法：后选择或主动设置泵浦模式。这种模式相位匹配为耦合非线性光子电路的经典和量子应用铺平了道路，其中多模激发、编码和检测是用于复用和按比例放大光处理的途径。
2021-11-27 physics.optics quant-ph
Decomposing large unitaries into multimode devices of arbitrary size
本文将酉矩阵分解从2×2器件推广到任意尺寸的m×m多模器件，证明其在资源效率和容错性上优于传统方案，有助于以更低误差构建大规模酉矩阵，支撑玻色子采样、量子傅里叶变换和量子模拟等任务。
2023-09-21 quant-ph
Thermodynamic sensing of quantum nonlinear noise correlations
本研究提出耦合机械振荡器的非线性双模干涉仪量子噪声传感方案，通过监测机械振荡器感知输出场作功容量以揭示量子非线性关联，可替代量子多端口干涉测量的层析成像方法，助力多模量子非线性规范场的模拟与控制。
2024-08-13 quant-ph
Quantum metrology with a non-linear kicked Mach-Zehnder interferometer
我们研究的灵敏度的马赫-曾德尔干涉仪，除了移相器包含一个非线性元件。通过将这两个元件包括在光多次穿过的腔或环中，产生了干涉仪的非线性反冲版本。我们研究了它的灵敏度作为相移的函数，踢强度，最大达到的平均光子数，和阻尼由于光子损失的初始相干态。我们发现，如果压缩占主导地位的总光子数消失阻尼海森堡有限标度的灵敏度出现。对于小到中等的阻尼率，非线性反冲可以显著地增加由每单位时间的量子费舍尔信息测量的灵敏度。
2022-01-28 quant-ph
Sensitivity Bounds for Multiparameter Quantum Metrology
我们确定的精度限制多模干涉仪的多个参数的同时估计。增强多参数灵敏度的量子策略是基于粒子之间、模式之间或两者结合的纠缠。粒子可分离态的最大可达灵敏度定义了多参数散粒噪声极限，该极限可以在没有模式纠缠的情况下被超越。通过增加模式纠缠，可以进一步增强到多参数海森堡极限。最佳的战略，饱和的精度界限。
2018-09-28 quant-ph
Versatile photonic entanglement synthesizer in the spatial domain
多模纠缠是连续变量系统中获取量子信息的重要资源。可以说，基于光的量子技术不会建立在桌面批量设置的基础上，而可能会诉诸集成光学。基于级联集成干涉仪的连续体光学类提议不能与用于连续变量的当前最先进的低损耗材料一起扩展。我们分析了多模连续变量纠缠的能力，一个紧凑的当前可用的集成设备没有大体积光学模拟：阵列的非线性波导。我们从理论上证明，这种简单而紧凑的结构，加上可重构的输入泵浦分布和多模相干检测的输出模式，是一个多功能的纠缠合成器在空间域。我们表现出这种多功能性，通过分析和数值优化多模压缩，纠缠，和集群状态产生不同的编码。我们的研究结果重新确立了空间编码作为连续变量量子信息处理游戏中的竞争者。
2020-10-14 physics.optics quant-ph
Differential-phase-shift QKD with practical Mach-Zehnder interferometer
针对现有差分相移量子密钥分发安全性证明对测量单元假设不切实际的问题，提出结合分束器透射率实际波动的安全性证明，验证了实用装置下协议的可行性。
2024-08-24 quant-ph
Postselected amplification applied to Mach-Zehnder-interferometer for phase shift measurement of optical coherent states
提出一种基于后选择放大的马赫-曾德尔干涉仪方案，用于光学相干态相移测量，在AAV极限下与弱值放大一致，超出极限时性能不同，并通过正交测量提取放大相移及分析误差影响。
2024-11-25 quant-ph
A Quantum Scattering Interferometer
两个超冷原子的碰撞导致两种结果的量子力学叠加：每个原子继续没有散射，每个原子散射作为具有s波相移的球形出射波。s波相移的大小非常敏感地取决于原子之间的相互作用。量子散射和潜在的相移在当代原子物理学的许多领域都是至关重要的，包括玻色-爱因斯坦凝聚体、简并费米气体、原子钟的频移和磁调谐费什巴赫共振。量子散射相移的精确测量直到现在还不可能，因为在散射实验中，散射原子的数量取决于s波相移以及原子密度，这是无法精确测量的。在这里，我们展示了一种全新的散射实验，干涉检测单个原子的量子散射相移。通过仅使用每个原子的散射部分执行原子钟测量，我们以密度无关的方式直接且精确地测量两个时钟状态的s波相移的差。我们的方法将对超冷原子-原子相互作用给出最直接和精确的测量，并将严格限制基本常数的时间变化。
2007-03-02 quant-ph
Phase shift in an atom interferometer induced by the additional laser lines of a Raman laser generated by modulation
将通过调制产生的拉曼激光用于光脉冲原子干涉仪允许具有更紧凑和鲁棒的激光系统。然而，产生的额外激光频率会干扰原子干涉仪。在本文中，我们提出了一个精确的计算相移所引起的附加激光频率。通过与原子重力仪实验测量结果的比较，验证了模型的正确性。相移测定的不确定性将我们的小型重力仪的精度限制在8.10^-8 m/s^2。我们表明，它是可能的，以减少相当大的这种不准确性，更好地控制实验参数或特定的干涉仪配置。
2012-05-03 physics.atom-ph quant-ph
Trapped-Ion Quantum Simulator: Experimental Application to Nonlinear Interferometers
我们展示了如何实验实现的一组操作上一个单一的被困离子是足够的模拟一类广泛的哈密顿的自旋1/2粒子在外部的潜力。该系统还能够模拟其他物理动力学。作为演示，我们模拟了$n$阶非线性光学分束器的作用。这些分束器中的两个可以用于构造对干涉仪光束路径中的一个中的相移敏感的干涉仪。确定这些相移的灵敏度随$n$线性增加，并且模拟表明，与由线性分束器（$n$ =1）施加的标准量子限制相比，使用非线性分束器（$n$ = 2，3）增强了这种灵敏度。
2002-11-06 quant-ph
Estimating IF shifts based on SU(1,1) interferometer
本文提出将 SPR 传感器引入 SU(1,1) 干涉仪的理论方案，基于零差检测研究 IF 位移与入射角灵敏度，发现其可突破散粒噪声极限并接近 Cramér-Rao 界限，优于传统弱测量方法。
2023-07-01 quant-ph
