Generation and characterization of discrete spatial entanglement in multimode nonlinear waveguides
我们从理论上分析了在多模非线性波导中的自发参量下转换，作为纠缠对空间量子比特的源，实现为光子在波导的两个正交横模中的叠加。结果表明，通过利用模间色散，下转换到相关的空间模式对可以选择通过光谱滤波，这也提供了微调所产生的纠缠态的属性的手段。我们还讨论了一个倒相干涉仪检测输入光束的空间奇偶性作为一个通用的工具来表征所产生的状态的属性。通过对位移宇称的扫描得到的单光子Wigner函数可以用来识别空间量子比特的基模，而对两个光子的位移宇称测量之间的相关可以通过违反Bell不等式直接验证量子纠缠。
2017-01-20 quant-ph
Phase Sensitivity of Spectrally Multimode SU(1,1) Interferometers with Waveguide based Optical Parametric Amplifier
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本研究建立了评估多模SU(1,1)干涉仪相位灵敏度的理论数值框架，基于波导OPA实现优化设计，揭示不同探测方案下灵敏度的影响因素，为量子增强传感提供支撑。
2026-08-03 quant-ph
Direct measurement of optical quasidistribution functions: multimode theory and homodyne tests of Bell's inequalities
我们发展了一个直接零差测量量子光学准分布函数的多模理论。我们表明，不平衡的零差与适当形状的辅助相干场允许一个采样逐点不同的相空间表示的电磁场。我们的分析包括可能影响现实实验结果的实际因素，如非单位检测效率，不完美的模式匹配和暗计数。我们应用所开发的理论来讨论通过测量联合双模准分布函数在局部条件下由光子计数观察无环洞违反贝尔不等式的可行性。我们确定的参数范围的实验装置，使违反贝尔不等式的两个国家表现出纠缠的Fock基础：一个单光子Fock状态分为50：50分束器，和双模压缩真空状态的过程中产生的非简并参数下转换。
2003-02-19 quant-ph
Scattering in $\cal PT$ and $\cal RT$ Symmetric Multimode Waveguides: Generalized Conservation Laws and Spontaneous Symmetry Breaking beyond One Dimension
我们推广了光在一维$\cal PT$对称系统中传播的广义守恒律，即，对于透射率$T$和反射率$R_{L,R}$从左和右的$|T-1|=\sqrt{R_LR_R}$，到具有$\cal PT$或$\cal RT$对称性的多模波导，其中需要更高维的研究。这些守恒律不仅存在于透射和反射矩阵的矩阵形式中，而且通过定义广义透射率和反射率，它们也存在于实值量的标量形式中。然后，我们讨论，第一次，如何多模$\cal PT$对称波导可以用来观察自发对称性破缺的散射矩阵，这通常需要调谐系统的非厄米性（即增益和损耗的强度）。这里，使用多模波导的优点是消除了对任何系统参数的调谐：横模阶数$m$起到对称性破缺参数的作用，并且通过在单个频率和固定的增益和损耗强度下在每个波导通道中简单地执行散射实验来观察对称性破缺。
2015-10-27 physics.optics quant-ph
Phase Matching for Multimode Four-Wave Mixing in Few-Mode Fibers and Nano-Rib Waveguides
我们比较相位匹配的四波混频使用一个，两个，三个和四个波导模式。为了比较，我们使用数值优化和估计产生的空闲功率。我们目前的结果为少模光纤和纳米肋波导，并表明，对于这两种波导类型，四波混频带宽和空闲功率是最好的一个和两个模式的操作和四模四波混频是不可行的。一些纳米脊形波导支持三模四波混频，尽管具有大大减小的带宽和减小的空闲功率。
2022-08-11 eess.SP physics.optics quant-ph
Production of genuine multimode entanglement in circular waveguides with long-range interactions
研究发现在具有长程相互作用的圆形波导中，从一个直积初态出发可产生真正的多模纠缠（GME），并证明长程耦合和无序性能够提升 GME 的产生效率与稳定性。
2024-03-24 quant-ph
The Dirac sea of phase: Unifying phase paradoxes and Talbot revivals in multimode waveguides
Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica（墨西哥国家光学与电子天体物理研究所）
本文提出一种基于相的狄拉克海框架，用于统一多模波导中相悖论与塔尔博复兴现象，提供了一种分析和设计多模干涉器件的工具。
2026-03-09 quant-ph
On-demand multimode optical storage in a laser-written on-chip waveguide
量子存储器是大规模量子网络的基本构建块。大带宽、高多模容量和集成结构的按需光存储在实际应用中至关重要。然而，这一点尚未得到证实。在这里，我们制作了一个片上波导中的$\mathrm {^{151}Eu^{3+}:Y_2SiO_5}$晶体的插入损耗为0.2 dB，并提出了一种新的泵浦方案，使自旋波原子频率梳（AFC）存储与11 MHz的带宽内的波导。在此基础上，我们展示了200个时间模式的存储使用AFC计划和条件按需存储的100个时间模式使用自旋波AFC计划。对于AFC和自旋波AFC存储，读出光场和参考光场之间的干涉可见度分别为$99.0\% \pm 0.6\%$和$97\% \pm 3\%$，这表明这种低损耗、多模和集成存储器件的相干性质。
2022-05-25 physics.optics quant-ph
Bipartite entanglement extracted from multimode squeezed light generated in lossy waveguides
Paderborn University（帕德博恩大学）
研究通过II型参数下转换在损耗波导中生成多模式光，提取双模式纠缠态，并通过压缩量量化纠缠，构建最优测量基。
2025-11-03 physics.optics quant-ph
Enhanced Quantum State Transfer and Bell State Generation over Long-Range Multimode Interconnects via Superadiabatic Transitionless Driving
本文提出利用超绝热无跃迁驱动在多模长距离互连上实现快速量子态转移和贝尔态生成，通过抑制共振模式泄漏突破弱耦合速度极限，并揭示了多模暗态对称性破坏导致的误差机制。
2024-01-18 quant-ph
Multimode-cavity picture of non-Markovian waveguide QED
Universität Ulm（乌尔姆大学）；NEST, Istituto Nanoscienze-CNR（意大利国家纳米科学技术研究所（NEST））；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
本文提出了一种多模式谐振腔视角来描述和解释非马尔可夫波导量子电子学问题，通过将波导分解为多个块来直观描述，其中直接耦合到原子的块代表一个有效漏损的多模式谐振腔，从而形成一个有效的白噪声浴。通过保留有限数量的谐振腔模式（随时间延迟增加而增加）来近似动力学，能够捕捉原子和场的动力学，即使在多激发情况下也能在发射和散射过程中发挥作用。作为应用，作者展示了最近识别的非马尔可夫稳态可以通过保留非常少甚至仅一个谐振腔模式来理解。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of spatially pure photon pairs in a multimode nonlinear waveguide using intermodal dispersion
我们提出了在周期性极化的磷酸钛氧钾（KTiOPO4）非线性波导中实现II型自发参量下转换的实验。我们证明，通过仔细利用波导中的模间色散，在输出端没有任何额外的空间滤波的情况下，在定义良好的横模中产生光子对是可行的。通过测量M2光束的品质因数来验证空间特性。我们还制备了一个后选择的偏振纠缠双光子态，证明它违反了贝尔不等式。基于模间色散的类似技术可以用于产生空间纠缠和超纠缠。
2012-09-24 physics.optics quant-ph
Continuous variable multimode quantum states via symmetric group velocity matching
通过非线性波导中的参量下变频（PDC）可以获得用于基于测量的量子信息协议或多体量子通信方案的可配置和可扩展的连续变量量子网络。在这项工作中，我们利用对称群速度匹配（SGVM）工程的PDC压缩模式的属性。我们确定在一个单一的波导中的II型PDC作为最合适的过程，因为可以获得具有不可忽略的压缩量的多个模式。我们探索，第一次，波导的尺寸，通常只设置为确保单模指导，作为一个额外的设计参数，确保不可分割的信号和空闲字段。我们在这里研究磷酸钛氧钾（KTP），它在电信波长提供SGVM，但我们的方法可以应用于任何非线性材料和泵浦波长。这项工作为未来连续变量机制下的大规模量子网络工程铺平了道路。
2020-12-25 quant-ph
Few-photon transport via a multimode nonlinear cavity: theory and applications
波导耦合局域量子系统中的少光子输运引起了广泛的理论和实验研究。大部分的研究都集中在原子或类原子局域量子系统，因为它们具有强的光-物质相互作用，有利于量子应用。本文研究了具有二阶体非线性的波导耦合多模光腔中的少光子输运。我们开发了一个费曼图的方法和计算的散射矩阵的单光子和双光子输运。基于计算的散射矩阵，我们表明，高度非经典光子效应，包括光子阻塞和$π-$条件相移，可以实现在波导耦合多模光学腔系统通过量子干涉和线性响应工程。我们的研究结果可能会导致量子光子电路在全光量子信息处理和量子网络协议中的重要应用。
2022-09-08 physics.optics quant-ph
Long-time Bell states of waveguide-mediated qubits via continuous measurement
远距离物体贝尔态的产生对于构建量子网络具有重要意义。先前的研究已经表明，通过利用对系统环境的时间连续测量，可以在远程量子比特之间产生瞬态或间歇性贝尔态，例如，光子计数或零差检测。在本文中，我们考虑了一个新的方案，通过连续光子计数和零差检测实现长时间可持续的两个遥远的量子比特的贝尔态的一维波导介导。在这两种情况下，不同的贝尔态可以存在于不同的初始状态中的长时间制度。特别地，在前一种情况下，我们发现一旦第一个光子被记录，Bell态之间就可以形成循环跳跃，而更有趣的是，在后一种情况下，任何稳定的Bell态都可以独立于探测效率而实现。
2021-10-18 quant-ph
Super- and subradiance of clock atoms in multimode optical waveguides
光纤的横向受限传播模式在放置在其场中的原子之间介导几乎无限范围的能量交换，这增加了固有的自由空间偶极-偶极耦合。通常，单原子自由空间衰减速率大大超过进入引导光纤模式的发射速率。然而，按比例增加的原子数以及系统的大小相当于进入集体发射制度，其中光纤诱导的超辐射自发发射占主导地位的自由空间衰减。我们数值研究了这种超辐射和亚辐射衰变的高激发原子态的一个或几个横向光纤模式，目前在空芯光纤。作为特定的激发方案，我们比较的情况下，Pi/2脉冲施加横向或沿光纤轴在标准的拉姆齐或拉比干涉的完全反转状态的衰减。虽然平均场方法不能正确描述超辐射的起始，但考虑成对原子-原子量子关联的二阶近似一般证明足以可靠地描述从两个到几百个粒子的集合的超辐射。相比之下，子辐射的完整解释需要包含所有高阶量子关联。考虑多个导模引入了一个自然的有效截止的相互作用范围出现从不同的光纤贡献的相移。
2018-11-14 quant-ph
Quantum State Transfer via a Multimode Resonator
针对大规模容错超导量子计算的量子通信需求，提出基于与信道自由光谱范围相当耦合强度的非马尔可夫量子态传输方案，融合单模腔与长波导方案优势，且对信道热布居免疫。
2025-01-15 quant-ph
Tests of multimode quantum non-locality with homodyne measurements
我们调查违反当地的现实贝尔测试零差测量多模连续变量状态。通过以适当的方式对测量结果进行分组，我们证明了Mermin-Klyshko不等式可以被一个随模式数量呈指数增长的量所违反。此外，量子力学允许的最大破坏可以针对任何数量的模式来实现，尽管需要相当不现实的量子态。有趣的是，这种违反的指数增长甚至对更简单的状态，如多体GHZ状态也是如此。由此产生的好处，使用更多的模式被证明是显着的，在实际的多部贝尔测试通过分析增加的鲁棒性噪声的模式的数量。鉴于零差检测可实现的高效率，因此，我们的研究结果开辟了一条可行的无环孔贝尔测试，是强大的实验缺陷。我们提供了一个明确的三模状态（相干态的叠加）的例子，结果在一个显着的高违反Mermin-Klyshko不等式（约10%）与零差测量。
2008-09-02 quant-ph
Generating Bell states and $N$-partite $W$ states of long-distance qubits in superconducting waveguide QED
本研究提出在超导波导QED系统中，通过参数选择和微波脉冲驱动，产生长距离量子比特的贝尔态和N部分W态，这些态作为暗态具有长寿命，可用于纠缠波导量子网络中的远距离节点。
2023-10-15 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
Generation of correlated photons in controlled spatial modes by down-conversion in nonlinear waveguides
本文报道了在准相位匹配KTiOPO_4非线性波导中自发参量下转换产生的相关光子对的观测结果。在830 nm波长区域观察到的符合率与单光子计数率的最高比率超过18%。这使得非线性波导成为用于计量和量子信息处理应用的有希望的相关光子源。我们还讨论了控制多模波导结构中产生的下转换光子的空间特性的可能性。
2001-03-07 quant-ph
Coupling quasi-phase matching: entanglement buildup in $χ^{(2)}$ nonlinear waveguide arrays
波矢准相位匹配是在20世纪60年代设计的，作为一种增强非线性相互作用的方法，有效的量子噪声压缩是一个杰出的成果。在量子技术时代，我们提出了一种新的耦合准相位匹配方法，用于在非线性波导阵列中有效地产生多模下转换量子光。我们强调这种技术实现多模量子纠缠和爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向建设。我们讨论了这种方法的可行性与当前的技术，并证明其作为连续变量量子信息的资源的竞争力。
2020-03-30 physics.optics quant-ph
Quantum Interference between Transverse Spatial Waveguide Modes
集成量子光学已经将桌面光学实验的尺寸大幅减小到芯片级，从而允许大规模量子信息处理和量子模拟的演示。然而，尽管有这些进步，量子光子电路的实际实现仍然有限，因为它们由波导干涉仪的大型网络组成，这些网络对不易缩放的信息进行路径编码。使用更高的自由度（如横向空间场分布、极化、时间和频率）来增加当前量子系统的维数，以每个载波编码更多信息，这将通过简化量子计算架构、提高量子通信信道的安全性和噪声容限以及模拟更丰富的量子现象来实现可扩展性。在这里，我们展示了一个可扩展的光子量子信息处理平台，该平台使用基于横向空间模式自由度的波导量子线路构建模块：模式多路复用器和模式分束器。多模波导固有地是可以通过扰动耦合到波导的空间和偏振模式的密集封装系统。我们设计了一个多模波导组成的三个空间模式（每偏振）和一个纳米级光栅分束器，以显示在不同的横向空间模式的光子对之间的可调量子干涉。我们还级联这些结构，并证明NOON状态的多模波导内的干涉。这些设备有潜力在更多模式上执行转换，并与现有架构集成，为高维希尔伯特空间和纠缠提供可扩展的路径。
2016-01-01 physics.optics quant-ph
Noise suppression in a temporal-multimode quantum memory entangled with a photon via asymmetrical photon-collection channel
在多模原子存储器和光子之间产生纠缠的量子接口（QIs）形成了多路复用中继器节点，并有望大大提高量子中继器速率。最近，利用冷原子实现了与光子纠缠的时间多模自旋波存储。然而，由于多模操作中产生的额外噪声，自旋波光子纠缠的保真度显着降低与模式数。到目前为止，通过抑制附加噪声来提高时间多模纠缠保真度的方法还没有被探索。在这里，我们提出并实验证明了一种方案，可以抑制额外的噪声的时间复用QI。该方案使用非对称通道来收集来自时间复用QI和从时间复用QI取回的光子。为了进行比较，我们还建立了一个QI，使用对称通道的光子收集。当QI存储14个模式时，使用非对称和对称光子收集通道的QI的测量贝尔参数S分别为2.36+/-0.03和2.24+/-0.04，表明使用非对称通道的QI引起纠缠保真度增加3%，即，与使用对称的QI相比，附加噪声降低了1.7倍。另一方面，使用非对称和对称集合的14模纠缠量子干涉仪分别在高达25 us和20 us的存储时间内保持对贝尔不等式的违反，表明非对称量子干涉仪具有更高的纠缠存储性能。
2021-10-31 quant-ph
Modally Resolved Fabry-Perot Experiment with Semiconductor Waveguides
半导体布拉格反射光波导利用不同空间模式之间的相互作用，为非线性光学提供了一个高性能的平台。因此，控制和工程的每一个空间模式的属性是必不可少的。尽管我们的波导的多模性，完善的法布里-珀罗技术记录条纹的光传输光谱可以成功地用于详细的线性光学特性时，结合傅立叶分析。模态灵敏度的先决条件是在宽频带上记录的精细分辨的透射谱。我们的研究结果突出了不同空间模式的特征，如它们的损耗特性和色散特性，可以彼此分离，从而进行比较。模式分辨测量对于通过调整其空间模式的性质来优化这种多模波导的性能是重要的。
2015-07-15 physics.optics quant-ph
Direct Measurement of the Spatial-Spectral Structure of Waveguided Parametric Down-Conversion
本文研究了波导参量下转换光子对源中高阶空间模的传播。从周期性极化的KTiOPO $_4$波导中观察多模光子对光谱，使我们能够通过其独特的光谱特性隔离各个空间模式。我们直接测量了光子对中各模的空间分布，证实了波导模型的结果，并通过符合测量证明了非线性相互作用中各模的总宇称守恒。此外，我们表明，我们可以结合波导源的优势与潜力，以产生空间纠缠光子对散装晶体下变频器。
2009-12-03 quant-ph
Squeezed States of Coupled Photons and Phonons in Nanoscale Waveguides
我们研究了在纳米波导中利用受激布里渊散射产生光子-声子纠缠态。从多模光子-声子相互作用哈密顿量出发，在有泵浦场存在的情况下，得到了表征光子-声子对产生和湮灭的压缩型哈密顿量。哈密顿量的Bogoliubov本征态是传播光子和声子的相干混合，在集体求积算符的不确定性中表现出压缩特性。光子分量的测量可以提供所需的单个声子的可控源。
2019-04-05 quant-ph
Multi-channel waveguide QED with atomic arrays in free space
我们研究光散射的二维（2D）阵列的原子驱动到里德伯能级。我们发现，这个问题可以映射到一个广义的波导QED模型，由多个一维光子通道（横模），其中每个方向耦合到相应的里德堡表面模式的阵列。在里德伯阻塞区，不同表面模的集体激发相互阻塞，导致多通道相关光子态。使用的分析方法，我们表征通道间的量子相关性，并阐明集体双光子共振的阵列的作用。我们的研究结果为多模多体物理和自由空间平台上的光子量子信息开辟了新的可能性。
2021-11-22 quant-ph
High-fidelity Generation of Bell and W States in Giant Atom System via Bound State in the Continuum
本研究提出利用连续域束缚态在耦合谐振子波导的巨原子系统中生成高保真纠缠态的方案，Bell态保真度超98%，可扩展生成W态，纠缠态生成快且长期稳定，可在固态量子平台实现，拓展了相关系统在量子信息处理中的应用。
2025-01-12 quant-ph
Quantum state engineering in arrays of nonlinear waveguides
在目前寻求有效和实验可行的平台，实现多模压缩和纠缠在连续变量制度，我们支持和补充我们的结果产生的通用多模纠缠和集群状态的非线性波导阵列提出的Barral等人，Phys. Rev. Appl. $\bf{14}$，044025（2020）。我们提出了详细的推导方程，描述通过这个系统的光的传播，然后我们专注于参数制度，这些方程可以解析求解。这些解析解为量子态的广阔前景建立了直观的认识，这些量子态可以通过激活泵浦、耦合和测量方案来获得。此外，我们展示了所获得的见解，通过使用一个确定的分析解决方案来展示空间线性集群状态的生成，优化和可扩展性。
2020-11-07 physics.optics quant-ph
Quantum metrology with one-dimensional superradiant photonic states
具有大的和固定的光子数的光子态，例如Fock态，使量子增强计量成为可能，但仍然是实验上难以实现的资源。一个潜在的简单，确定性和可扩展的方式来产生这些状态包括充分激发$N$量子发射器平等地耦合到一个共同的光子水库，这导致了集体衰变称为迪克超辐射。发射的$N$ -光子态是一个高度纠缠的多模态，为了验证它的量子纠缠特性，我们（i）发展了计算一般多模光子态的量子费舍尔信息的理论工具，（ii）用它证明了一维波导中Dicke超辐射光子达到了Heisenberg标度，可以通过宇称测量饱和;（iii）研究这些状态对最先进的原子波导QED装置中实验限制的鲁棒性。
2019-02-20 quant-ph
Scalable multimode entanglement based on efficient squeezing of propagation eigenmodes
在光域中对量子信息进行连续变量编码，近年来产生了大量的时间和光谱纠缠态，这对量子计算和量子通信都有重要意义。我们介绍了一个协议的基础上产生的空间多体纠缠的相位匹配的传播本征模的单片光子器件：阵列的二次非线性波导。我们从理论上证明了在自发参量下转换机制下，可以产生对多模量子网络有用的大的多体纠缠态。我们的协议是非常简单和强大的，因为它不依赖于耦合，非线性或样品长度的特定值。
2021-01-19 physics.optics quant-ph
Multiplexed spin-wave-photon entanglement source using temporal-multimode memories and feedforward-controlled readout
源是构建量子中继器的基本模块，它基于量子记忆产生原子-光子的量子关联或纠缠。为了在基于集合的QR中实现高纠缠生成速率，需要空间、时间和频谱多模存储器。先前的时间多模存储器是基于在非连续加宽介质中的改写机制。在这里，通过将多方向写入脉冲的训练施加到一个连续展宽的原子系综中，诱导Duan-Lukin-Cirac-Zoller-like拉曼过程，我们制备了多达19对模式，即自旋波模式和光子时间仓。自旋波光子（即，原子-光子）纠缠在模式对中概率性地产生。作为一个证明在原则上的演示，我们表明，使用所有的自旋波模式和前馈控制读出的多路复用源增加了自旋波光子纠缠产生率的一个因素$\sim$ 18.3，相比，非多路复用源使用的个别模式。测量的复用源的贝尔参数是与存储器寿命$30μs$组合的$2.30\pm 0.02$。
2019-06-29 quant-ph
Generation of polarization-entangled Bell states in monolithic photonic waveguides by leveraging intrinsic crystal properties
本研究提出利用非线性晶体本征特性在单材料波导中生成偏振纠缠Bell态，无需复杂相位匹配。通过推导二阶极化率张量判据并分类晶体，数值分析表明钛酸钡比铌酸锂具有更高非线性效率和更宽光谱范围的并发度，为集成量子光子电路提供了高效可扩展的实用路径。
2025-06-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Heralded Bell State of Dissipative Qubits Using Classical Light in a Waveguide
最大纠缠双量子比特态（Bell态）在量子技术中具有核心重要性。我们表明，通过强相干驱动和连续监测，可以在一维（1d）系统中实现两个本质开放量子位的最大纠缠态的预示性产生。与耗散导致退相干从而破坏量子效应的自然想法相反，在我们的一维系统中，连续测量和强干涉产生了一个纯态，两个开放量子比特之间具有完美的量子关联。虽然稳定状态是一个平凡的产品状态，具有零相干或并发，我们表明，通过仔细调整参数，贝尔状态可以产生系统的量子跳跃轨迹，预示着由反射光子。令人惊讶的是，这种最大纠缠态在强相干态输入-一种使系统稳定的经典态-中幸存下来。由于我们的量子位是一维连续的，这种利用经典相干光和光子探测产生最大纠缠态的简单方法可以作为量子网络的构建模块。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Hamiltonian treatment of stimulated Brillouin scattering in nanoscale integrated waveguides
本文提出了一种多模哈密顿方程来求解光波导中的光声相互作用问题。我们建立了一个哈密顿表示的声场，然后引入一个完整的系统与一个简单的光声耦合，包括光弹/电致伸缩和辐射压力/移动边界效应。海森堡运动方程用于获得耦合模方程的量子化包络运营商的光场和声场。我们表明，得到的耦合系数与以前建立的耦合系数一致，但我们的形式主义比以前的工作[C. Wolff等人，Physical Review A 92，013836（2015）]。
2015-09-03 physics.optics quant-ph
Bifurcation, mode coupling and noise in a nonlinear multimode superconducting RF resonator
向谐波谐振器添加非线性为谐振模式的复杂动态行为（包括它们之间的耦合）提供了途径。我们提出了一种超导器件，利用约瑟夫森结的非线性引入一个可控的，可调的，非线性电感的薄膜共面波导谐振器。考虑到作为一个潜在的量子光学元件在微波制度的设备，我们创建了一个敏感的分叉放大器，然后通过模间耦合演示其他谐振模式的光谱。我们发现，该器件的灵敏度接近Dykman量子模型的两倍定量一致性，但受限于其源在芯片上的噪声。
2014-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Directional emission and photon bunching from a qubit pair in waveguide
本研究探讨波导中一对相同量子比特，揭示方向性单光子发射与双光子聚束的共同起源，并提出基于此机制实现贝尔态优化后选择的方法。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic Photon Sorting in Waveguide QED Systems
根据量子场在Fock空间的量子数将其分为不同的模式是一种非常理想的量子操作。在这封信中，我们表明，一对两级发射器，手性耦合到波导，可以散射单光子和双光子输入脉冲的分量成正交的时间模式与保真度$\gtrsim 0.9997$。我们开发了一个通用的理论来表征和优化这个过程，并观察到一个有趣的动力学在双光子散射制度：而第一个发射器产生一个复杂的多模场，第二个发射器重组的场振幅和净双光子散射诱导的脉冲模式的自时间反转。所提出的方案可用于构造用于传播光子的逻辑元件，例如具有保真度$\gtrsim 0.9995$的确定性非线性符号门
2022-02-14 physics.optics quant-ph
High visibility two photon interference of frequency time entangled photons generated in a quasi phase matched AlGaAs waveguide
实验研究了连续波泵浦准相位匹配AlGaAs超晶格波导中光子对的频率时间纠缠。在不扣除背景的情况下，其可见度达到96.0 ± 0.7%，相当于违反贝尔不等式52个标准差。
2014-10-15 physics.optics quant-ph
Polarisation-resolved identification of spontaneous four-wave mixing processes in a multimode fused tapered fibre coupler
University of Ottawa（渥太华大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）；Nexus for Quantum Technologies, Department of Physics, University of Ottawa（渥太华大学物理系量子技术联盟）；Département de physique et astronomie, Université de Moncton（蒙克顿大学物理与天文学系）；Quantinuum；Corning Incorporated（康宁公司）
本文通过偏振分辨测量和相位匹配计算，识别了多模熔融拉锥光纤耦合器中的自发四波混频过程，区分了模内与模间产生机制，并理论预测了可产生偏振或复合纠缠的泵浦条件。
2026-10-01 physics.optics quant-ph
Free-space sub-terahertz field-polarization controlled by waveguide-mode-selection
实验研究了多模矩形波导加对角喇叭天线后的自由空间电磁磁场。使用215-580 GHz的频率范围，使用光混频器来发射自由空间圆极化电磁场，经由输入对角喇叭天线在矩形波导的输入处激发多个模式。第二个光混合器，连同硅镜菲涅尔散射器，作为一个偏振敏感的相干检测器来表征发射场。我们发现，辐射场，激发的基本波导模式，其特征在于由线性极化。此外，我们发现，如果选择性地激发波导中的高阶模，辐射场的偏振旋转45度。尽管高阶模式，辐射场似乎保持一个主要的高斯波束字符，因为单向耦合到一个检测器是可能的，而单向性是独立的频率。我们讨论了这一发现的可能应用。
2021-08-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
