Heralded orthogonalisation of coherent states and their conversion to discrete-variable superpositions
相干态的非正交性是相干态不能被完全确定地区分的一个基本性质。为了规避这个问题，我们提出了一个实验上可行的协议，一对相干态的概率正交化，独立于它们的振幅和相位。与明确的状态歧视相反，我们的协议的成功运行预示着没有测量的状态，使它们仍然适合进一步操纵。因此，所得到的正交化状态可以用于进一步处理。实际上，这些态是离散变量叠加态$\frac{1}{\sqrt{2}}\left(|0\rangle \pm |1\rangle\right)$的近似。这个特性，加上操作的非破坏性，在考虑相干态的叠加时特别有用：这些态被映射到（弱压缩）真空或单光子Fock态，这取决于叠加的相位。因此，该操作可以在混合连续-离散量子信息处理协议中找到实用性。
2017-02-01 quant-ph
Heralded creation of photonic qudits from parametric down conversion using linear optics
我们提出了一个实验方案，产生，在一个预示的方式，任意量子叠加的双模光学状态与固定的总光子数$n$的基础上弱压缩双模压缩态资源（通过弱参量下转换），线性光学，和光子探测。任意的$d$级（qudit）状态可以通过这种方式创建，其中$d=n+1$ .此外，我们实验证明我们的计划$n=2$。通过光学零差层析成像，其特征在于所得到的qutrit状态。我们还讨论了可能的扩展到两个以上的模式的结论，在一般情况下，我们的方法在这种情况下停止工作。为了说明和关于可能的应用，我们明确地计算了一些例子，例如NOON状态和逻辑量子比特状态，用于量子纠错。特别是，我们的方法使人们能够构建玻色子量子位纠错码对振幅阻尼（光子损失）与典型的抑制$\sqrt{n}-1$损失和跨越两个逻辑码字，每个对应于一个$n$光子叠加两个玻色子模式。
2017-10-24 quant-ph
Quantum frequency conversion of memory-compatible single photons from 606 nm to the telecom C-band
我们报告的量子频率转换的存储器兼容的窄带光子在606 nm的电信C波段在1552 $\,$ nm。与基于镨的固态量子存储器兼容的200 $\,$ ns长光子在周期性极化铌酸锂波导中使用单步差频产生过程进行频率转换。我们的特点的转换中所涉及的噪声过程，并通过应用强光谱滤波的噪声，我们证明了高信噪比转换在单光子水平（SNR $\,>\,$ 100的平均输入光子数每脉冲为1）。我们最后观察到，从自发参量下转换对源获得的带宽为1.8 $\,$ MHz的记忆兼容预示单光子，在转换后仍然显示出很强的非经典行为。我们首先证明，预示和转换预示光子之间的相关性停留在非经典制度。此外，我们使用转换器装置作为频域分束器测量了预示光子的预示自相关函数，得到值$0.19\pm0.07$。目前的工作代表了一个步骤，几个量子存储器系统发射窄带可见光子的电信波长的连接。
2018-03-28 quant-ph
Heralded one-, two- and three-photon states from waveguided parametric down-conversion
German Aerospace Center (DLR e.V.), Institute of Quantum Technologies（德国航空航天中心（DLR协会）量子技术研究所）
本研究利用周期极化KTiOPO₄波导的参量下转换制备通信波长交叉偏振孪生光束，通过单点击概率与归一化阶乘矩分析预告多光子态，为检验光的高阶非经典性提供了便利方法。
2026-09-04 quant-ph
High-efficiency telecom conversion of heralded atomic biphoton wavepackets
National Cheng Kung University（国立成功大学）
利用金刚石型原子系综实现宣布式原子双光子波包的高效电信频率转换，通过光谱匹配达到79.4%的转换效率并保持强时间关联和波形保真度。
2026-06-11 physics.optics quant-ph
Heralding Single Photons from Pulsed Parametric Down-Conversion
我们描述了一个实验，其中光子对从脉冲参量下转换源耦合到单模光纤。探测到其中一个光子预示着另一个光子在其光纤中的存在，概率为83%。然后，将预示着的光子用于简单的多光子干涉实验，以说明它们在量子信息应用中的潜力。
2004-10-25 quant-ph
Logical channel for heralded and pure loss with the Gottesman-Kitaev-Preskill code
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文推导了纯净损耗作用于近似GKP量子比特时逻辑信道的解析表达式，证明其并非随机泡利信道，并给出光子减除和外差检测下可预报损耗的逻辑信道，为诱导非泡利信道以制备魔法态提供途径。
2025-11-11 quant-ph
Comment on "Coherence measures for heralded single-photon sources"
最近的Brief Report [Phys.Rev.A79，035801（2009）]研究了基于利用连续泵浦的自发参数下转换的预示光子源的两个品质因数，即信号和空闲光束之间的时间平均时间相干性和预示臂中光子的时间平均条件二阶相干度。实际上没有测量到单臂二阶效应。
2009-11-09 quant-ph
Doubly-heralded single-photon absorption by a single atom
我们报道了一个单光子到单原子的界面，其中由自发参量下转换（SPDC）产生的单光子被单个捕获离子吸收。光子是由其在SPDC过程中产生的时间相关伙伴预示的，而吸收事件是由其过程中发射的单个光子预示的。符合检测标志着双重预示的吸收，使光子到原子的量子态转移[1，2]。在符合测量的背景强烈抑制了一种新的方法，区分真正的吸收事件从暗计数引起的符合。
2015-08-05 quant-ph
High quality asynchronous heralded single photon source at telecom wavelength
我们报道了一个基于自发参量下转换的异步预示单光子源的实验实现和表征。在1550 nm处的光子被预示为在单模光纤内具有超过60%的概率，并且与泊松光源相比，多光子发射概率降低高达600倍。这些品质因数，连同所预示的光子的电信波长的选择与需要非常有效和鲁棒的单光子源的实际应用兼容。
2004-09-02 quant-ph
Heralded generation of entangled photon pairs
纠缠光子是量子通信和线性光量子计算的重要资源。不幸的是，由于光子源的随机特性，许多基于光子的方案的适用性受到限制。因此，世界范围内的努力都集中在克服概率发射的限制，通过产生双光子纠缠态的条件下检测辅助光子。在这里，我们提出了第一代的光子状态，最大限度地纠缠在偏振与线性光学和标准光子检测自发参量下转换。我们利用对应于三个光子对的产生的下转换状态，其中四个辅助光子的重合检测明确地预示着纠缠态的成功制备。这种受控的纠缠光子态的产生是朝向线性光学量子网络的适用性的重要一步，特别是对于纠缠交换、量子隐形传态、量子密码学和朝向基于光子学的量子计算的可扩展方法。
2010-07-16 quant-ph
Heralded Generation of High-Visibility Three-Photon NOON States
我们描述了一种新的三光子NOON态发生器的实验演示使用一个单一的光子源的基础上自发参量下转换（SPDC）。三光子数纠缠态是通过探测一个先行光子确定性地产生的。用模拟的三光子吸收体测量的干涉条纹揭示了三光子德布罗意波长，并且在没有背景扣除的情况下表现出> 70%的可见度。
2009-03-20 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
Generation of indistinguishable and pure heralded single photons with tunable bandwidth
我们描述了一个新的方案，以完全控制在自发参量下转换产生的成对光子的联合频谱。我们展示了这种方法产生频率不相关光子对的能力，这些光子对是纯的和不可区分的，并且其带宽可以容易地调谐。重要的是，我们在这里提出的方案可以在任何非线性晶体和感兴趣的频带中实现。
2007-12-17 quant-ph
Atom-Resonant Heralded Single Photons by Interaction-Free Measurement
我们证明了量子存储器的铷共振预示单光子的产生。光子对是通过腔增强下变频产生的，并通过一种新型的基于原子的滤波器将带宽缩小到7 MHz，该滤波器通过“无相互作用测量”原理工作。至少94%的预言光子是原子共振的，这一点通过铷蒸气的直接吸收测量得到了证明。预示的自相关测量示出了$g_c^{(2)}(0)=0.040 \pm 0.012$，即，相对于相干态，多光子贡献被抑制25倍。所产生的先驱光子可以很容易地用于量子存储器和量子网络。
2011-02-02 quant-ph
Gaussian conversion protocol for heralded generation of qunaught states
该研究提出一种仅用高斯操作的迭代协议，实现GKP qunaught态与四重对称二项式态间的转换，数值模拟两步后保真度超98%，概率约3.14%，为二项式态通用性和GKP态制备提供新途径。
2023-01-24 quant-ph
Error sources in heralded quantum Zeno gates
光子量子比特的量子逻辑门可以利用基于强双光子吸收的量子芝诺效应来实现。这种量子芝诺门的保真度可能会因光子损失而大大降低。预示其中两个逻辑量子比特都从芝诺门出现的那些结果可以以有限的成功率为代价增加保真度（P.M.Leung等人，A74，062325（2006））。我们通过求解耦合到三能级原子的光子系统的薛定谔方程来分析量子芝诺门的性能。这种方法确定了几个潜在的误差源，没有描述的早期模型，假设一个固定的单光子损失率和双光子吸收。
2021-05-28 quant-ph
Quantum key distribution with realistic heralded single photon sources
本文从理论上分析了采用实际的预言单光子源实现的四态量子密钥分发协议的性能。分析假设一个嘈杂的模型，预示着通过自发参数下转换，包括暗计数和不完善的光子数分辨率的个人光子的检测器的产生。我们确定的预兆检测器，定义可达到的密钥速率和最大安全距离的特性。近似解析公式适用于多重检测，并与数值计算的结果进行了比较。
2013-07-03 quant-ph
Experimental demonstration of a heralded entanglement source
量子纠缠态的产生是量子信息处理的一个长期目标，因为它是许多量子协议不可或缺的。偏振纠缠光子对通常是通过自发参量下转换产生的，但其发射是概率性的。它们的应用通常伴随着后选择和破坏性光子探测。在这里，我们报告了一个源的纠缠产生的事件准备的方式由条件检测辅助光子。该方案受益于自发参量下转换的稳定和鲁棒特性，并且仅需要适度的实验努力。它是灵活的，并允许通过使用具有不同透射比的分束器来显著提高制备效率。我们已经取得了保真度优于87%和45%的状态准备效率的源。这可以在基本的基于光子学的量子信息任务中提供希望，特别是通过显著降低计算开销来实现光学量子计算。
2010-07-19 quant-ph
General and complete description of temporal photon correlations in cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion
单光子源是光量子技术应用中最常用的光源。有强烈的需求，准确预测其光谱特征和时间相关性与不断增加的精度。这是特别重要的内在随机光子对产生过程中预示的来源。在这里，我们提出了一个完整的理论描述的时间相关的信号空闲，信号信号和信号信号空闲的连续波泵浦腔增强自发参量下转换产生的光子的重合。该理论很好地预测了测量，这已经在我们的设置中实验证实，利用单光子探测器具有高的时间分辨率。这使我们能够解决和分析的多光子关联函数非常详细。
2020-07-23 quant-ph
Interaction of a heralded single photon with nitrogen-vacancy centers in a diamond
一个简单的，室温下，腔和真空的光子-物质相互作用的接口实现。实验中，一个自发参量下转换过程产生的单光子被氮空位色心系综吸收。与声子边带相关联的宽吸收谱解决了典型原子介质中的窄吸收带宽与量子光的宽带光谱的失配问题。所预示的单光子源在452-575 nm的光谱范围内是可调谐的，这与氮空位中心的吸收光谱很好地重叠。
2021-01-12 quant-ph
Heralded single photons based on spectral multiplexing and feed-forward control
我们提出并实验证明了一种新的方法，预示着单光子源的基础上光谱复用（SMUX）和前馈为基础的光谱操纵的光子通过自发参数下转换的极化铌酸锂晶体。作为原理证明，我们表明，我们的3模式SMUX增加了预示的单光子速率相比，个别模式，而不影响发射的单光子的质量。我们的项目，通过添加更多的模式，我们的方法可以导致一个确定性的SPS。
2017-03-06 quant-ph
Heralded generation of high-purity ultrashort single photons in programmable temporal shapes
我们通过实验证明了电信波长的参量下转换（PDC）源预示着具有任意时间形状的近纯单光子源。该技术通过内部制造的具有成形泵浦脉冲的波导的定制色散来实现，以直接生成按需时间形状的PDC光子。我们产生PDC光子厄米高斯和频率分箱模式，并确认最低纯度为0.81，即使是复杂的时间形状。
2018-01-28 quant-ph
Heralded single-photon source based on superpositions of squeezed states
本文提出将仅含特定偶数光子数态的反向压缩态叠加注入分束器以构建预告式单光子源，并利用单模压缩态与交叉Kerr非线性实现该叠加，显著提升单光子发射概率。
2024-05-18 quant-ph
Coherence measures for heralded single-photon sources
单光子源的二阶相干函数即$g^{(2)}$函数的最小值是其主要特征。然而，$g^{(2)}$的精确测量可能需要高时间分辨率的设备，在没有高时间分辨率的设备的情况下，只能获得时间平均的测量值。这些时间平均的措施，独立的，不携带足够的信息，适当表征SPS。在这里，我们开发了一个理论，通过实验证实，使我们能够仔细检查依赖于连续波参数下转换预示SPS的相干特性。我们提出的措施和分析，使适当的标准化，这样的SPS。
2009-09-12 quant-ph
Efficient quantum computing using coherent photon conversion
单光子提供了优良的量子信息载体，但目前用于制备、处理和测量它们的方案效率低下。例如，下转换提供预示的但随机定时的单光子，而线性光学门本质上是概率性的。在这里，我们介绍了一个确定性方案的光子量子信息。我们的单一，多功能的过程-相干光子转换-提供了一套完整的光子量子处理工具，从创建高质量的无高阶缺陷的单光子和多光子状态到实现确定性的多量子比特纠缠门和高效检测。它满足可扩展光子量子计算架构的所有要求。使用光子晶体光纤，我们实验证明了一个四色的非线性过程可用于相干光子转换，并表明，目前的技术提供了一个可行的路径确定性操作。我们的计划，基于相互作用的玻色子场，不限于光学系统，但也可以实现在光学机械，机电和超导系统表现出非常强的内在非线性。
2011-06-10 quant-ph
Validating the calibrated creation of heralded single photons
German Aerospace Center (DLR e.V.), Institute of Quantum Technologies（德国航空航天中心（DLR e.V.）量子技术研究所）
研究基于参量下转换在周期性极化KTiOPO₄波导中实现预告单光子源，结合传统品质因数扩展容错态表征工具箱，通过简单光子关联测量准确确定特性，可用于预告单光子校准产生及相关可观测量期望值确定。
2026-07-16 quant-ph
A Time-Multiplexed Heralded Single-Photon Source
光子是量子信息的优良载体，在量子信息处理（QIP）中发挥着重要作用。特别地，经由自发参数下转换（SPDC）的预示的单光子源已经是用于证明小规模QIP的关键技术，然而它们的低生成效率是进一步按比例放大光学QIP技术的关键限制。为了有效地克服SPDC的概率性质，在这里，我们展示了高达30个时隙的周期性泵浦预示单光子源的时间复用，使用可切换的低损耗光存储腔。我们观察到一个最大的单光子的概率为38.6%，在周期性的输出时间窗口，对应于6倍的增强超过非复用源，但没有增加不必要的多光子事件的贡献。将这种时间复用技术与产生纯单光子态的先驱源相结合，应该能够实现比以往任何时候都更大规模的光学QIP系统。
2015-07-22 quant-ph
Heralded distribution of single-photon path entanglement
我们报道了在一个类似中继器的结构中实现通信波长单光子路径纠缠的预示分布的实验。纠缠是建立在检测到一个单一的光子，起源于两个自发参量下转换光子对源之一，擦除光子的哪个路径信息后。为了证明纠缠，我们使用了不依赖于后选择的纠缠见证。我们预示着两个位置之间的纠缠，分开的总距离为2公里的光纤，在1.6 kHz的速率。这项工作为高速率和实用的量子中继器架构铺平了道路。
2020-09-11 quant-ph
Cavity enhanced telecom heralded single photons for spin-wave solid state quantum memories
我们报告了一个预示窄带（3 MHz）单光子源兼容的固态自旋波量子存储器的基础上掺镨晶体。利用腔增强下转换产生了宽非简并窄带光子对。其中一个光子在电信波长处，作为预告信号，而预告的单光子在606 nm处，与Pr：YSO的光学跃迁共振。该光源的发光效率为28%，单模产生率超过2000对/mW。通过直接反聚束测量证实了预言场的单光子性质，测得的反聚束参数下降到0.010（4）。此外，我们详细研究光子交叉和自相关函数证明两个光子之间的非经典相关性。本文中提出的结果代表了显着的改进，在按需固态量子存储器中的单光子自旋波存储的演示，预示着电信光子提供了前景。
2016-08-31 quant-ph
Second-order correlations and purity of unheralded single photons from spontaneous parametric down-conversion
各种量子技术应用需要具有高产生速率的高纯度单光子。虽然采用不同的方法来产生这样的光子，但来自自发参量下转换（SPDC）的预示单光子是最常用的方法。来自所预示的单光子源的光子产生速率受到探测器记录光子对的符合探测的效率的限制，所述光子对的符合探测低于在每个探测器上单独记录的单光子计数。在本文中，我们提出了一个修正的表达式来计算二阶时间关联函数，$g^{(2)}$为任何固定的时间窗口（bin）和报告的实验表征的未预告和预告的单光子从SPDC过程的纯度。对于给定的泵浦功率，适当地选择时间仓，在没有预示的情况下，我们表明可以以非常高的概率产生具有$g^{(2)}(0) = 0$的更高速率的单光子。
2022-07-14 physics.optics quant-ph
Heralded Source of Bright Multi-mode Mesoscopic Sub-Poissonian Light
在直接探测方案中，我们观察到了由参量下转换产生的多模双色压缩真空的7.8dB的双光束压缩。应用后选择，我们有条件地制备了一个亚泊松光态，平均每个脉冲包含$6.3\cdot10^5$光子，具有Fano因子$0.63\pm0.01$。该计划可以被认为是预示着准备的脉冲的平均能量变化之间的几十和几百fJ和不确定性大大低于散粒噪声水平。这种脉冲可以用于计量（例如，用于辐射计校准）以及用于探测多模非线性光学效应。
2016-06-21 quant-ph
Optimal interfacing a GHz-bandwidth heralded single photon source with on-demand, broadband quantum memories
光子学提供了一条在环境条件下实现快速和分布式量子计算的途径，前提是光子源和逻辑门可以确定性地操作。量子存储器能够根据需要存储和重新发射光子，通过同步随机事件实现准确定性操作。我们最近将拉曼型量子存储器与行波光子源连接起来。在这里，我们讨论的贸易空间的光谱特性，这样的来源，我们提出了我们的源，这代表了一个实际的妥协，使被动稳定性，高亮度的单通配置，高纯度和良好的匹配，我们的Cs蒸汽存储器的测量。
2017-09-10 quant-ph
Quantum-enhanced interferometry with large heralded photon-number states
量子现象，如纠缠，可以改善测量探针灵敏度的基本限制。在光学干涉测量中，与相同能量的经典探针相比，由$N$纠缠光子组成的探针提供高达$\sqrt{N}$的相位灵敏度增强。在这里，我们采用高增益的参数下转换源和光子数分辨探测器来执行干涉测量与尺寸高达$N=8$（即测量高达16个光子的重合）的量子探针。我们的探测器是通过将预示的光子数态注入干涉仪来创建的，并且原则上即使在存在显著光学损耗的情况下也能提供量子增强的相位灵敏度。我们的工作为利用大纠缠光子态实现量子增强干涉测量铺平了道路。
2020-10-13 quant-ph
Heralded non-destructive quantum entangling gate with single-photon sources
量子纠缠量子门是实现大规模光量子计算的重要器件。然而，在线性光学系统中，由于参量下转换过程中的随机源和双对辐射的存在，使得在实验上实现真正的自由飞行光子纠缠门成为一个难题。在这里，通过使用基于嵌入微柱腔中的半导体量子点的按需单光子源，我们首次展示了两个单光子之间的预示受控非（CNOT）操作。为了表征CNOT门的性能，我们估计其平均量子门保真度为（$87.8\pm1.2$）%。作为一个应用程序，我们生成了保真度为（$83.4\pm2.4$）%的事件就绪Bell状态。我们的研究结果是光子-光子量子逻辑门发展的重要一步。
2021-01-16 quant-ph
Photon-number parity of heralded single photons from a Bragg-reflection waveguide reconstructed loss-tolerantly via moment generating function
参量下转换（PDC）产生的孪生光束由于严格的光子数相关性，可以很好地产生预示态。然而，这种状态的操纵往往是扭曲的光损耗的先驱和更高的光子数的贡献，在PDC过程中不可避免的。为了找到可行的品质因数表征的预示状态，我们调查他们的归一化阶乘矩的光子数，可以访问，而不管在检测中的光损耗。然后，我们进行测量的联合光子统计的双光束从半导体布拉格反射波导过渡边缘传感器作为光子数分辨探测器。我们提取光子数奇偶预示着单光子的损失容忍的方式，利用矩生成函数。光子数宇称在量子态表征中是高度实用的，因为它考虑了目标态的全部光子数内容。
2019-10-11 quant-ph
Towards On-Demand Heralded Single-Photon Sources via Photon Blockade
激光泵浦非线性光学介质中的自发参量下转换（SPDC）可以产生高纯度但产额很低的单光子。通过增加SPDC中的泵浦功率来提高产率不可避免地由于多光子事件的激发而降低纯度。我们提出了一个方案，以克服这种纯度-产量的权衡，通过抑制多光子事件的腔增强的SPDC通过光子封锁效应。通过在腔内介质中引入强的光子-光子相互作用并增加泵浦功率，我们可以将可用的单光子产率提高到大于$90\%$，同时保持高纯度的$99\%$，朝向通过SPDC过程按需产生单光子。我们的准按需SPDC源可能会促进基于单光子的量子信息技术。
2021-04-09 quant-ph
Efficient quantum computation in a network with probabilistic gates and logical encoding
提出了一种利用概率门进行量子计算的新方法，并在局域和非局域两种情况下进行了分析。它结合了先前研究的原子或类原子量子比特的预示门与线性光量子计算的逻辑编码，以便在量子网络上执行高保真度的量子门。预示操作的错误检测属性确保高保真度，而编码使得可以纠正失败的尝试，从而可以实现确定性和高质量的门。重要的是，这对于光子损失是鲁棒的，光子损失通常是基于光子的量子信息处理的主要障碍。总的来说，这种方法为具有原子节点和光子链路的量子网络开辟了一条新的道路。
2016-12-20 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
Quantum Storage of Frequency-Multiplexed Heralded Single Photons
我们报道了集成激光写入稀土掺杂波导中的频率复用单光子的量子存储。单光子包含15个离散的频率模式，间隔为261 MHz，跨度为4 GHz。它是从通过腔增强自发下转换产生的非简并光子对获得的，其中预告光子在电信波长处，预告光子在606 nm处。利用原子频率梳（AFC）方案，通过在晶体的非均匀加宽内创建多个梳，将频率多模光子存储在掺杂镨的波导中。由于AFC方案的固有时间多模态性，每个频谱仓包括9个时间模式，使得存储的模式的总数约为130。我们证明了这种存储保留了单光子的非经典特性及其归一化的频谱。
2019-02-18 quant-ph
Heralded single excitation of atomic ensemble via solid-state-based telecom photon detection
具有物质量子系统的光子量子通信网络具有广泛的应用前景，如长距离量子密码和单向量子计算。在原子系综中，通过探测与原子激发态相关的通信波长光子来制备预报单激发态是一个重要的步骤。这样的系统已被证明与量子频率转换（QFC）电信波长采用Rb原子云。然而，有限的波长选择阻止了下一步。在这里，我们第一次展示了HSE与基于固态的QFC和电信波长的检测器，这将有一个很大的优势，成熟的电信技术的效用。我们明确地表明，所展示的HSE表示一个非经典统计的自相关函数的直接测量。
2016-07-06 quant-ph
Heralding pure single photons: a comparision between counter-propagating and co-propagating twin photons
我们研究了通过自发参量下转换产生纯预言单光子的不同策略，比较了[1]中研究的反向传播几何结构和更传统的通过群速度匹配技术提高预言光子态纯度的同向传播结构。我们的分析是基于时间域中的孪生光子的相关性，这是一种非标准的方法，它提供了一种物理机制，可以消除状态的时间纠缠并产生高纯度的预示光子。然后计算与时间模式相关联的施密特数，其提供纯度的更定量的估计。各种策略的效率和由此产生的预示光子的个体属性也进行了比较。
2017-06-06 quant-ph
Quantum Storage of Heralded Single Photons in a Praseodymium Doped Crystal
我们报告的实验表明，预示单光子存储在Pr $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$晶体的长寿命集体光学原子激发的可逆映射。利用腔增强的自发下转换源产生宽非简并窄带（$\approx 2\,\mathrm{MHz}$）光子对。其频率与电信光纤兼容的闲频光子用于预示与Pr $^{3+}$跃迁兼容的信号光子的产生。使用原子频率梳协议存储和检索信号光子。我们展示了存储时间高达$4.5\,\mathrm{μs}$，同时保留非经典的预示和检索的光子之间的相关性。这比以前在固态设备中实现的时间长20倍以上，并且在理想地适合于扩展到自旋波存储的系统中实现。
2014-03-13 quant-ph
Towards heralded distribution of polarization entanglement
提出在单一量子中继链路中级联两个正交偏振编码的单光子路径纠缠态，实现偏振纠缠的预示分发，并分析保真度、预示率及实际误差源。
2023-11-09 quant-ph
Correlation control for pure and efficiently generated heralded single photons
我们提出了一个详细的研究自发参量下转换（SPDC）产生的单光子的性质时，光谱和空间自由度的控制，通过过滤器。我们的结果表明，它是可能的，以获得高的预示效率，尽管使用过滤器的纯预示单光子。此外，我们报告的单光子特性的不对称性表现在II型SPDC源，这取决于选择的信号或闲频光子作为预示之一。
2018-01-18 physics.optics quant-ph
Ultratunable quantum frequency conversion in photonic crystal fiber
单光子在波段之间的量子频率转换是实现广泛量子网络的关键使能器。我们证明了量子频率转换的预示1551 nm的光子在超宽（1226 - 1408 nm）范围内的群速度对称的光子晶体光纤（PCF），覆盖超过150个独立的频率箱。通过仅调谐单个泵浦激光波长来控制目标波长。我们发现内部和总的转换效率分别为12（1）%和1.4（2）%。对于将1551 nm转换为1300 nm的情况，我们测量来自具有$g^{(2)}(0) = 0.034(8)$的输入的转换光的预示的$g^{(2)}(0) = 0.25(6)$。我们希望这种PCF可以用于无数的量子网络任务。
2022-07-29 physics.optics quant-ph
Dispersion-based control of modal characteristics for parametric down-conversion in a multimode waveguide
我们报道了在周期性极化的磷酸钛氧钾（KTiOPO4）非线性波导中通过II型自发参量下转换产生基本空间模式的近红外光子对，该波导支持多个横模。这在实验上证明了一种通用的方案，用于控制所产生的非经典光的空间特性的基础上开发的模间色散。下转换光子的特征在于在预示的制度中的光束品质因数的测量。
2012-01-23 quant-ph
Thermal-difference states of light: quantum states of heralded photons
我们引入了热差态（TDS），这是一个三参数的单模非高斯玻色子态族，其密度算符是两个热态的加权差。我们表明，通过参量下转换（PDC）产生的“预示光子”的状态正是TDS中的非经典，这意味着它们具有负的$P$函数。这三个参数在该上下文中对应于PDC的初始亮度和透射率，表征信号和空闲信道中的线性损耗。在低的初始亮度和单位透射率下，所预示的光子态被认为是单光子态。我们探讨了亮度和线性损耗对信号模式预示状态的影响。特别地，我们通过计算几种非经典性的度量，如Wigner函数的负体积、两个求积函数的量子费舍尔信息和以及我们最近引入的有序敏感性，分析了初始亮度和损失对态非经典性的影响。122，080402（2019）]。最后，我们认为TDS为分析单模玻色态的各种性质提供了新的基准态。
2019-11-14 quant-ph
Linear-Optic Heralded Photon Source
我们提出了一种仅基于线性光学和弱相干态的先驱光子源。通过对Hong-Ou-Mandel干涉仪进行时间调谐，输出光子可以同步地服从亚泊松统计，其统计量由二阶关联函数（$g^2\left(0\right)=0.556$）表示。相位匹配限制的情况下，使源广泛的可调，与100纳米的光谱可调谐的电信频段。该技术呈现出与最先进的基于自发参量下转换的源相当的产率，具有高相干性和光纤量子通信兼容性。
2015-11-22 cs.CR quant-ph
Storage and retrieval of heralded telecommunication-wavelength photons using a solid-state waveguide quantum memory
大规模量子网络将使用波长相同的光子，通过光纤通道在远程测量、存储和处理节点之间交换量子信息。与双波长光子兼容的量子存储器是构建这种量子网络的关键要素。在这里，我们展示了使用固态波导量子存储器的存储和检索预示着1532 nm波长的光子。预示的光子是来自光子对源，是基于参数下转换，和我们的量子存储器是基于6 GHz带宽的原子频率梳使用低温冷却的掺铒锂铌酸盐波导的非均匀加宽的吸收线制备。使用不同的磁场下的持续光谱烧孔，我们确定的存储器是由人口转移到铌和锂核自旋水平。尽管存储时间和效率有限，但我们的演示代表了在电信频段运行的量子网络和使用行业标准晶体开发片上量子技术的重要一步。
2018-04-16 quant-ph
Characterization of the multimode nature of single-photon sources based on spontaneous parametric down conversion
该研究针对自发参量下转换预示单光子源，建立了基于精确Bogoliubov处理的多模描述及微扰有效方法，解析估计成功概率与纯度，并揭示短泵浦下单模描述准确、长泵浦或连续泵浦下需多模描述，为量子信息协议设计提供指导。
2024-09-02 quant-ph
Microscopy with heralded Fock states
该研究分析基于 SPDC 预告单光子 Fock 态的量子显微术，建立空间模式追踪与束宽解析关系，表明可兼顾近衍射极限分辨率、降低损耗并提升信噪比。
2023-06-07 quant-ph
Scalable generation of heralded single photons via active feed-forward switching of a fiber delay line
Institute of Space Research, German Aerospace Center（德国航空航天中心空间研究所）；Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学物理研究所）；Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin（柏林工业大学光学与原子物理研究所）；AQLS GmbH（AQLS有限公司）
利用自由空间-光纤混合延迟线结合前馈控制，实现多个光子生成事件的时间同步，将同步速率提升六倍，并支持多光子同步，仅轻微增加高阶光子数贡献。
2026-06-16 quant-ph
A high visibility Hong-Ou-Mandel interference via a time-resolved coincidence measurement
本文报道了连续波泵浦的自发参量下转换~（SPDC）中两个预告光子的高可见度Hong-Ou-Mandel干涉。利用连续波泵浦的SPDC通过周期极化的Li_2O_3波导产生了1541 nm和1580 nm的非简并光子对。通过对1580 nm光子的探测，制备了1541 nm的预示单光子。我们在分离的时间仓中进行了预示单光子之间的Hong-Ou-Mandel干涉实验，观察到了高可见度的干涉。我们使用的所有探测器都是超导纳米线单光子探测器，光子探测的整体时间分辨率估计为85 ps，这比预告光子的相干时间短得多。
2016-08-17 quant-ph
