基于能量-时间测不准关系的单光子连续变量量子密钥分发

量子光学中的不确定关系。光子是智能的吗？

Uncertainty relations in quantum optics. Is the photon intelligent?

给出了任意两个函数$f_{1}$和$f_{2}$分别依赖于量子相位和光子数的Robertson-Schrodinger、Heisenberg - Robertson和Trifonov测不准关系。智能状态和状态，本地最小化产品的不确定性$(Δf_{1})^{2}\cdot (Δf_{2})^{2}$或总和$(Δf_{1})^{2}+(Δf_{2})^{2}$的情况下$f_{1}=ϕ,\exp{(iϕ)}, \exp{(-iϕ)}, \cosϕ, \sinϕ$和$f_{2}=n$进行了研究。

关于“腔中原子和光子的最小测不准压缩态”的评论

Comment on `The minimum-uncertainty squeezed states for atoms and photons in cavity'

在最近的工作中，Kryuchkov，Suslov和Vega-Guzman [20013 J. Phys. B：At.摩尔Opt.Phys.46104007]描述了满足谐振子的含时薛定谔方程的最小不确定态的多参数族。我们展示了如何不同的参数化和适当的几何洞察力减少了一组复杂的方程两个简单的圆周运动。

利用多空间模压缩实现光束聚焦和减少少光子能级宽度量子不确定性

Beam focusing and reduction of quantum uncertainty in width at the few-photon level via multi-spatial-mode squeezing

我们首次证明了在四波混频过程中实现激光束在少光子水平上的聚焦，同时减小宽度的量子不确定性是可能的。量子不确定性的降低直接来自于局部强度波动的强烈抑制。这种同时聚焦和减少宽度不确定性的令人惊讶的效果是通过多空间模式压缩实现的，并且通过任何经典光学方法或单空间模式压缩是不可能的。我们的研究结果为量子增强成像，生物传感和计量学（包括纳米位移测量）开辟了有前途的可能性。

单光子观测量与制备不确定度关系

Single-Photon Observables and Preparation Uncertainty Relations

我们提出了一个程序来定义所有的单光子观测值的正算子值的措施（POVMs），特别是自旋和位置。我们确定的$0$ -螺旋光子态的抑制作为一个从扩展的希尔伯特空间到光子希尔伯特空间的投影。我们表明，所有的单光子观测值一般描述POVM，通过将此投影到适当的投影值的措施（PVM），定义在扩展的希尔伯特空间。与动量和螺旋度相关的POVM减少为PVM，与位置和自旋相关的POVM不同，这一事实反映了这些观测量的内在不清晰性。最后，我们广泛地研究了位置和动量的制备不确定性关系以及自旋的概率分布，探索了几种自旋和偏振选择的单光子高斯态。

光子-电子纠缠态与光子场的数相最小测不准态

Entangled Photon-Electron States and the Number-Phase Minimum Uncertainty States of the Photon Field

利用由一个自由电子和一个量子化辐射场模组成的系统的能量本征方程的精确解析解，研究了一类数相最小测不准态的物理意义。Jackiw（1968）已经得到了使光子数与Susskind和Glogower（1964）余弦算符的不确定性积最小的模的态。然而，到目前为止，这些状态仍然仅仅是数学结构，没有任何物理意义。证明了量子电动力学中最基本的基本相互作用--即自由电子与量子化辐射场模的相互作用--很自然地导致上述最小测不准态的产生。结果表明，从高激发态发展的纠缠光子-电子态，通过与高斯电子波包的相互作用，可以构造Jackiw型的最小测不准态.在电子的坐标表示中，这些态的展开系数的物理意义是同时检测到一个电子和一定数量的光子的联合概率幅。在这些状态的联合占领概率保持其功能的形式随着时间的推移，但他们从点到点的时空变化，这取决于所检测到的electron. An纠缠熵来自光子数分布和电子的密度算符的分析。

波普尔实验的实验实现：违反了不确定原理？

Experimental realization of Popper's Experiment: Violation of the Uncertainty Principle?

一对纠缠的光子（1和2）被发射到相反的方向。在光子1的路径中放置一个窄缝，以提供其在$y$轴上的位置的精确知识，并且由于量子纠缠，这也确定了其孪生光子2的精确$y$位置。光子2的动量是否会有更大的不确定性，一个更大的$Δp_{y}$，由于其位置的精确知识$y$？实验数据显示光子2的$ΔyΔp_{y}<\hbar $。卡尔·波普尔（Karl Popper）的历史思想实验最近的实现是否标志着对不确定原理的违反？

连续变量误差-扰动不确定度关系的实验检验

Experimental test of error-disturbance uncertainty relation with continuous variables

测不准关系是量子力学的基本原理之一，在量子信息科学中起着重要的作用。我们实验测试的误差扰动不确定性关系（EDR）与连续变量的高斯状态。利用外差测量系统同时测量了光模的振幅求积和相位求积这两个共轭连续变量观测量。实验验证了相干态、压缩态和热态的连续变量EDR。我们的实验结果表明，海森堡的EDR连续变量是违反，但小泽和Branciard的EDR连续变量是有效的。

基于时间-能量测不准关系的量子密码

Quantum Cryptography Based on the Time--Energy Uncertainty Relation

提出了一种基于基本时间-能量不确定关系的新密码体制。这样的密码系统可以用相关光子对和单光子状态来实现。

不确定原理作为连续变量多模情形下后量子非定域性的证据

Uncertainty principle as post-quantum nonlocality witness for continuous variable multi-mode scenario

不确定原理是量子理论的核心概念之一。这一特殊原则的不同形式已经在各种基础和信息论主题中进行了讨论。在离散输入输出情形下，用细粒度的测不准关系解释了量子理论的有限非定域行为。另一方面，在连续变量范式中，Robertson-Schrodinger（RS）测不准关系被用来检测多模纠缠。在这里，我们表明，RS不确定关系起着重要的作用，以区分量子和后量子非局域关联在多模连续结果的情况下。我们给出了一类具有连续输出谱的m模后量子非定域关联。引入的关联类的非定域性是通过Calvalu-Foster-Reid-Drummond（CFRD）类的贝尔不等式建立的，RS测不准关系检测了它们的后量子性质.我们的结果是一个暗示，走向更广泛的作用，不确定原理在连续变量多模式系统的非局域性的研究。

连续变量状态的多模测不准关系和可分性

Multimode uncertainty relations and separability of continuous variable states

多模不确定性关系（广义罗伯逊-薛定谔关系）推导出作为一个必要的约束的二阶矩的n对典型的运营商。进而，从测不准关系出发，导出了多模连续变量态在（m+n）模二等分下可分离的必要条件.证明了这些条件对（1+n）模高斯态和（m+n）模双对称高斯态是充分必要的。

$N$连续变量的解析不确定关系

Preparational Uncertainty Relations for $N$ Continuous Variables

$N$连续变量的二阶矩的光滑函数如果从下面有界，则产生不确定关系。我们提出了一种方法，系统地推导出这样的界限，通过推广以前应用到一个单一的连续变量的方法。获得了多体系统的新的不确定性关系，使人们能够区分纠缠态和可分离态。我们还研究了“不确定区域”的几何形状在$N(2N+1)$维空间的时刻。它被证明是一个凸集的任何数量的连续变量，其边界上的点被发现是在一对一的对应关系与纯高斯状态的最小不确定性。对于一个单一的自由度，边界可以被视为一个“洛伦兹不变”的双曲面在三维空间的二阶矩。

通过多光子干涉降低相干光的不确定度乘积

Reducing of the Uncertainty Product of Coherent Light through Multi-Photon Interference

本文通过多光子干涉和符合探测，在不使用压缩光或纠缠光的情况下，将单模相干光的干涉条纹宽度减小至传统极限的$1/\sqrt{2N}$，从而克服标准量子极限并提升精密干涉测量能力。

连续变量熵测不准关系

Continuous-variable entropic uncertainty relations

不确定性关系是量子物理学的核心。虽然它们最初是用方差来表示的，但在香农信息论出现之后，它们已经成功地用熵来表示。在这里，我们回顾最近的结果熵的不确定性关系，涉及连续变量，如位置$x$和动量$p$。这包括推广到任意（不一定是正则共轭）变量以及考虑$x$ - $p$相关性并承认所有高斯纯态为最小不确定态的熵不确定性关系。我们强调，这些连续变量的不确定性关系可以方便地重新表述的熵功率，在随机信号的信息理论描述的中心量，这使得一个桥梁与方差为基础的不确定性关系。在这篇综述中，我们采取量子光学的观点，并考虑电磁场的振幅和相位求积的不确定性，这是同构的$x$和$p$，但形式主义适用于所有这些变量（及其线性组合），无论其物理意义。然后，在本文的第二部分，我们移动到新的结果，并介绍了一个更紧密的熵不确定性关系的两个任意向量的相互交换的连续变量，考虑相关性。它是在合理假设的条件下被证明的。最后，我们给出了包含两个以上连续变量的新熵测不准关系的一些结果。

利用微通道板探测器探测γ光子的皮秒时间分辨率：量子非定域性和光子定域性的实验测试

Picosecond Timing Resolution Detection of Gamma Photons Utilizing Microchannel-plate Detectors: Experimental Tests of Quantum Nonlocality and Photon Localization

提出了微通道板探测器脉冲幅度与探测器渡越时间成正比的概念，并进行了实验验证。这一发现导致了相当大的改善，在整体的时间分辨率为高能量伽马光子的检测。利用~（22）Na正电子源，获得了138 ps的半峰全宽（FWHM）时间分辨。该FWHM包括两个人字形堆叠型探测器的探测器渡越时间扩展、由于湮灭位置的不确定性引起的定时扩展、所有电子不确定性以及任何剩余的量子力学不确定性。第一次测量的最小量子不确定性的时间间隔检测的两个湮没光子的报告。实验结果给出了有力的证据反对由于测量引起的非局域量子波函数坍缩而导致的γ光子的瞬时空间局域化。实验结果也是第一个暗示只有在时间的量子不确定性消失后动量才守恒的结果[H。Yukawa，Proc. Phys. -Math. Soc. Japan，17，48（1935）]。

纠缠光子对红外光谱中的测量不确定性

Measurement Uncertainty in Infrared Spectroscopy with Entangled Photon Pairs

该研究针对红外波段纠缠多参数光谱测量机制不明的问题，发现了约束纠缠光子对红外光谱多参数测量精度的不确定关系，揭示了折射率与吸收系数测量精度的权衡规律，为纠缠辅助光谱的实验设计与应用提供指导。

基于不确定原理的反向协调连续变量量子密钥分发

Reverse Reconciliation Continuous Variable Quantum Key Distribution Based on the Uncertainty Principle

连续变量量子密钥分发面临的一个巨大挑战是证明其安全性，以抵抗包括有限尺寸效应等现实假设在内的任意相干攻击。最近，这样的证明已提交[物理学评论快报。109，100502（2012）]，用于基于与量子存储器的新型不确定性关系的双模压缩态协议。但由于直接和解协议，传输距离相当有限。我们在这里证明了安全性对相干攻击的反向和解协议在类似的假设下，但允许的距离超过16公里的实验可行的参数。进一步阐明了在连续变量量子密钥分发的安全性证明中使用量子存储器的测不准关系的局限性。

评“光子的测不准关系”

Comment on "Uncertainty Relation for Photons"

在最近一个有趣的信[物理学。108，140401（2012）]比亚利尼基-比鲁拉和他的合著者导出了三维光子的不确定关系。然而，他们的一些论点是有问题的，这影响了他们的结论。

Experimental test of error-tradeoff uncertainty relation using a continuous-variable entangled state

Heisenberg's original uncertainty relation is related to measurement effect, which is different from the preparation uncertainty relation. However, it has been shown that Heisenberg's error-disturbance uncertainty relation can be violated in some cases. We experimentally test the error-tradeoff uncertainty relation by using a continuous-variable Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) entangled state. Based on the quantum correlation between the two entangled optical beams, the errors on amplitude and phase quadratures of one EPR optical beam coming from joint measurement are estimated respectively, whi…

光子加减增强的量子线性放大器

Quantum linear amplifier enhanced by photon subtraction and addition

由于量子物理中的不确定原理，确定性量子放大器不可避免地向放大的信号添加噪声。我们在这里调查如何量子噪声限制放大器可以通过另外采用光子减法，光子加法，和两者的相干叠加，从而使概率，预示，量子放大器。我们表明，这些操作可以提高放大相干态的强度增益，保真度和相位不确定性方面的性能。特别是，光子减法原来是最佳的保真度和这些基本操作之间的相位浓度，而光子加法也提供了一个显着减少的相位不确定性与最大的增益效应。

宏观光束在分束器上的干涉：相位不确定性转化为光子数不确定性

Interference of macroscopic beams on a beam splitter: phase uncertainty converted into photon-number uncertainty

压缩真空孪生光束通常通过参量下转换产生，具有完美的光子数相关性。根据海森堡原理，这伴随着它们相对相位的巨大不确定性。通过重叠明亮的双光束分束器上，我们转换成光子数波动的相位波动和观察这种不确定性作为一个典型的“U形”的输出光子数分布。这种效应，虽然报道了原子合奏，并给予希望的相位超分辨率，从来没有观察到光束。归一化光子数差分布的形状与高阶Fock态的形状相似。它也可以通过具有人工混合相位的经典光束来模仿，但没有任何相位超分辨的前景。分束器输出处的概率分布可用于过滤输入处的宏观叠加。

使用纠缠光子输入的无损Mach-Zehnder干涉仪中的量子计量

Quantum metrology in a lossless Mach-Zehnder interferometer using entangled photon inputs

本研究针对无损Mach-Zehnder干涉仪的相位估计问题，通过贝叶斯推断优化输入态与测量策略，推导了单次及重复测量下的最优态与标度公式，并经蒙特卡洛模拟验证局部非自适应方法是降低相位不确定度最有效的实用方案。

离散互补观测量的同时最小不确定度测量

Simultaneous minimum-uncertainty measurement of discrete-valued complementary observables

我们已经做了第一个实验演示的同时最小的两个互补的观测值之间的不确定性产品的两个状态系统（量子比特）。部分纠缠的双光子态被用来进行这样的测量。每个光子携带初始状态的（部分）信息，从而为测量系综中每个成员的两个互补观测值留下了空间。

单光子态的连续变量隐形传态（会议录版）

Continuous variable teleportation of single photon states (Proceedings version)

研究了连续变量量子隐形传态中非最大纠缠对单光子态的影响。结果表明，隐形传态测量在输出中引入了场相干性。

腔中原子和光子的最小测不准压缩态

The Minimum-Uncertainty Squeezed States for for Atoms and Photons in a Cavity

本文描述了非相对论量子力学中谐振子的六参数最小测不准压缩态族。它们是由相应的最大运动学不变性群对标准基态解的作用导出的。我们表明，产品的方差达到所需的最小值1/4，只有在一个方差是最小值，另一个是最大值的情况下，当压缩的方差之一发生。构造了广义相干态，研究了它们的Wigner函数.压缩，或广义谐波，和Fock状态之间的重叠系数显式评估的超几何函数。相应的光子统计进行了讨论，并提到了一些应用量子光学，腔量子电动力学，超聚焦沟道散射。给出了辐射场算符的海森堡方程的显式解。

连续探测巡游微波光子的缀饰态工程

Dressed-state engineering for continuous detection of itinerant microwave photons

提出了一种在电路量子电动力学中连续探测巡游微波光子的方案。在所提出的设备中，超导量子比特色散耦合到两个谐振器：一个用于形成阻抗匹配的$Λ$系统，确定性地捕获入射光子，另一个用于连续监测事件。本方案实现了有效的光子探测：对于实际系统参数，探测效率达到0.9，带宽约为10兆赫。

单光子态的连续变量隐形传态

Continuous variable teleportation of single photon states

研究了单光子态的连续变量隐形传态的性质。由于EPR光束的非最大纠缠，使得输出态与输入态不同。确定了隐形传态输出的光子统计量，讨论了隐形传态过程中获得的场信息β与光子数变化之间的相关性。输出光子统计的结果被应用于在单个光子的偏振中编码的qbit的传输。

3D集成光子学中莫比乌斯带和其他奇异结构上的离散可观测连续时间量子行走

Discretely-observable continuous time quantum walks on Möbius strips and other exotic structures in 3D integrated photonics

我们从理论上分析了三维集成光子学中莫比乌斯带和其他奇异结构上光子量子行走的动力学演化。我们灵活的设计允许离散观测的连续时间量子行走的光子在各种波导阵列。此外，我们的设计允许在进化过程中注入光子，允许在光子“行走”时与光子相互作用。我们发现，非平凡的阵列拓扑结构引入新的时间依赖的对称性的双光子相关性。这些性质使得在这些器件中对多模纠缠态的量子态工程进行很大程度的控制成为可能。

连续模式多光子滤波

Continuous-mode multi-photon filtering

本文的目的是导出任意开放量子系统的滤波器，该系统由连续模多光子态中制备的光波包驱动。连续模式多光子态是一种包含一定数量光子的行波包的状态，其特征在于时间（或等效光谱）轮廓。在与系统相互作用之后，可以借助于零差检测或光电检测来监测出射光。本文推导了这两种测量方案的滤波器。与真空或相干态的情况不同，光场的湮灭算符作用于多光子态通过湮灭一个光子来改变状态，这使得传统的滤波技术不适用。为了克服这一困难，我们采用了\cite{gough:2013}中提出的非马尔可夫嵌入技术来研究单光子滤波问题。然而，本文中所解决的问题的多光子性质使得研究在数学上更加复杂。此外，通过一个连续模双光子态驱动的二能级系统，多光子滤波器可以揭示出单光子态和连续模Fock态所不存在的强非线性光学现象.

连续监测可以提高单光子源的抗干扰能力

Continuous monitoring can improve indistinguishability of a single-photon source

提出了一种利用连续量子测量和前馈技术来提高单光子源抗干扰能力的工程新技术。该技术包括连续监测发射器的状态，用简单的线性估计算法处理噪声输出信号，并前馈控制输出端的可变延迟。在弱耦合机制中，通过监测发射器的状态获得的信息用于减少来自源的光子发射中固有的时间不确定性，这提高了发射光子的不可分辨性。

普适连续变量量子计算：光子计数对光学非线性的要求

Universal continuous-variable quantum computation: Requirement of optical nonlinearity for photon counting

虽然通用的连续变量量子计算不能通过线性光学（包括压缩），零差检测和前馈实现，但理想光子计数测量的包含克服了这一障碍。这些测量有时通过分束器阵列来描述，以将光子分布在几种模式中。我们表明，这样的计划不能用来实现理想的光子计数，这样的测量必然涉及非线性演化。然而，这种对非线性的要求可以“离线”，从而允许使用线性光学进行通用的连续变量量子计算。

利用双光子驱动提高耗散环境下参数估计精度

Enhancing parameter estimation precision in dissipative environment with two-photon driving

本文研究了在不可避免的耗散环境中光场的频率估计问题。通常，耗散噪声大大降低了精度。在这里，我们发现双光子驱动可以通过抵抗噪声来提高测量精度。此外，在长时间内，在适当的参量双光子驱动下，频率的不确定度可以接近于0，这与没有参量双光子驱动时频率的不确定度趋于无穷大形成了鲜明的对比。结果表明，在长编码时间条件下，双光子驱动可以实现耗散环境下的超灵敏测量。

双通道连续变量隐形传态实现单光子偏振态的转移

Transfer of single photon polarization states by two-channel continuous variable teleportation

两个正交单光子偏振态的叠加通常用作光学量子比特。如果通过连续变量量子隐形传态发送这样的量子比特，则由于不完美纠缠引起的量子比特状态的修改导致输出状态的平均光子数增加。这种效应可以解释为单光子输入的一次偶然的量子克隆。分析了单光子隐形传态的输出统计特性，并从偏振量子比特方程出发，推导出了传输和克隆量子比特的概率。

双通道连续变量量子隐形传态中单光子量子比特的偶然克隆

Accidental cloning of a single-photon qubit in two-channel continuous-variable quantum teleportation

双通道连续变量量子隐形传态可以将单个光子的偏振态所编码的信息传送到遥远的地方。然而，在隐形传态中使用的有限纠缠导致光子数的随机变化。如果输出中出现了多个光子，连续变量隐形传态会意外地产生原始输入光子的克隆。本文推导了$N$ -光子输出分量的偏振统计，并证明了它们可以分解为一个最优克隆项和完全非偏振噪声。我们发现，意外克隆的输入光子是接近最佳的实验可行的压缩水平，表明偏振信息的损失部分补偿克隆的可用性。

基于单光子连续变量的安全量子密钥分发

On Secure Quantum Key Distribution Using Continuous Variables of Single Photons

我们分析了基于纠缠光子对自由度连续变化的量子密码学安全密钥的分配。我们从一个现实的源的光子的空间纠缠的基础上得出的方案的信息容量，并表明，基于正交连续变量量子密码（CV-QKD）的安全性的标准措施是不够的。一个特定的简单的窃听攻击进行了分析，以阐明如何秘密信息可以蒸馏远远超出了通常的CV-QKD措施的界限。

由不可区分光子构成的连续确定性全光子簇态

Continuous and deterministic all-photonic cluster state of indistinguishable photons

本研究基于半导体量子点器件，利用束缚空穴自旋连续确定性产生不可区分纠缠光子，首次制备全光子簇态，并通过偏振层析验证了簇纠缠鲁棒性与光子产生确定性。

在基于光子扣除的连续变量量子隐形传态中比较开关探测器与单光子探测器

Comparing on-off detector and single photon detector in photon subtraction based continuous variable quantum teleportation

研究比较了单光子探测器与开关探测器在双模压缩真空态光子扣除及连续变量量子隐形传态中的表现，以成功概率与保真度增强的乘积为品质因数，结果表明单光子探测器更优。

Photon indistinguishability measurements under pulsed and continuous excitation

The indistinguishability of successively generated photons from a single quantum emitter is most commonly measured using two-photon interference at a beam splitter. Whilst for sources excited in the pulsed regime the measured bunching of photons reflects the full wavepacket indistinguishability of the emitted photons, for continuous wave (cw) excitation the inevitable dependence on detector timing resolution and driving strength obscures the underlying photon interference process. Here we derive a method to extract the photon indistinguishability from cw measurements by considering the relevan…

连续监测可以提高单光子几率

Continuous monitoring can improve single-photon probability

提出了一种使用连续量子测量和变化检测算法的工程技术来提高基于量子点的单光子源的单光子发射概率。该技术包括对发射器的连续监测，对测量信号进行积分，以及一个简单的变化检测电路来决定何时停止泵浦。该想法是泵浦足够长的时间，使得发射器$+$腔系统处于可以以高概率发射至多一个光子的状态。连续监测提供了关于发射器状态的部分信息。当系统在弱耦合状态下工作时，这种技术是有用的，并且泵浦速率小于或相当于发射器-腔耦合强度，如可以是电泵浦的情况。

用于连续变量量子密钥分发的硅光子集成动态偏振控制器

Silicon photonics integrated dynamic polarization controller for continuous-variable quantum key distribution

本文设计并实验验证了一种用于连续变量量子密钥分发的硅光子集成动态偏振控制器，采用可变步长模拟退火方法实现超过25 dB的动态偏振消光比，有助于系统小型化和降低成本。

连续波激发参量下转换中的光子聚束

Photon bunching in parametric down-conversion with continuous wave excitation

首次直接测量了单光子连续泵浦下自发参量下转换光源输出端的光子聚束（g2关联函数）。这一结果与相同相干长度的热场的统计结果一致，表明了利用紧凑型连续泵浦光源研究光子统计的可行性。基于纠缠的量子密码学的影响进行了讨论。

连续时间模匹配法实时测量单光子波包的正交性

Real-Time Quadrature Measurement of a Single-Photon Wavepacket with Continuous Temporal-Mode-Matching

基于量子测量的实时控制是各种量子协议的强大工具。然而，它们的实验实现一直受到正交测量的时间模式和光子探测所预示的模式之间的模式失配的限制。在这里，我们演示了实时正交测量的单光子波包引起的光子检测，通过利用零差检测和指数上升的时间模式之间的连续时间模式匹配。处于指数上升模式的单光子也有望成为与其他量子系统相互作用的有用资源。

连续压缩光场光子相减的滤波提纯

Purification of photon subtraction from continuous squeezed light by filtering

从压缩态中减去光子是一个强大的方案，可以很好地近似所谓的薛定谔猫态。然而，传统的基于连续波的方法实际上涉及一些杂质在压缩的局域波包，即使在理想的情况下，没有光损耗。本文通过引入压缩的模匹配，从理论上讨论了这种杂质。此外，在这里，我们提出了一种方法来消除这种杂质通过过滤的光子减法场。我们的方法在原则上可以创建纯光子减去压缩态，这是不可能与传统的方法。

光子数分辨连续输出探测器的层析成像

Tomography of photon-number resolving continuous-output detectors

我们报告一个全面的方法来分析连续输出的光子探测器。我们采用主成分分析，以最大限度地提高提取的信息，其次是一种新的噪声容忍参数化的方法，PNRD的断层扫描。我们进一步提出了一个措施，严格量化检测器的光子数分辨能力。我们的方法适用于所有连续输出信号的检测器。我们说明我们的方法，将它们应用到从过渡边缘传感器（TES）检测器获得的实验数据。

利用连续波非简并光学参量振荡器产生单光子态

Single photon state generation from a continuous-wave non-degenerate optical parametric oscillator

本文从理论上讨论了用连续波非简并光学参量振荡器有条件制备单光子态的问题。我们得到了输出态维格纳函数的解析表达式，并通过改变输出态的时间模函数来最大化单光子态的保真度。我们表明，如果我们的条件下，周围的触发光检测事件的暗间隔的结果，获得了更高的生产率的高保真福克态。

连续模单光子Fock态的Wigner谱和相干反馈控制

Wigner spectrum and coherent feedback control of continuous-mode single-photon Fock states

单光子是量子信息科学中非常有用的资源。在实际应用中，通常要求光子具有明确定义的光谱（或等效时间）模态结构。例如，上升的指数脉冲能够完全激发二能级原子，而高斯脉冲不能。这激发了对连续模单光子Fock态的研究。这种状态的特征在于频谱（或时间）脉冲形状。本文研究了连续模单光子Fock态的统计特性。我们提出的工具是维格纳谱，而不是通常使用的正常序（威克序）。维格纳谱有两个优点：1）它允许在时域和频域同时研究连续模单光子Fock态; 2）因为它可以直接处理狄拉克δ函数，它有可能提供比通常的排序更多的信息，其中狄拉克δ函数总是被丢弃。我们还展示了各种控制方法，特别是相干反馈控制，可以用来操纵连续模单光子Fock态的脉冲形状。

由连续波光源产生的光子数态

Photon number states generated from a continuous-wave light source

研究了利用连续波非简并光学参量振荡器有条件制备光子数态的方法。我们推导出相空间维格纳函数的输出状态的条件下，不一定是同时的光探测事件，我们最大限度地提高其重叠所需的光子数状态，通过选择最佳的时间输出状态模式函数。我们提出了一个详细的数值分析的情况下，从一个参数振荡器驱动的任意强度低于阈值的双光子态的产生，并在低强度限制，我们提出了一种形式主义，产生最佳的输出状态模式函数和保真度较高的光子数状态。

来自连续微波测量的离散光子统计

Discrete photon statistics from continuous microwave measurements

光计数统计是表征电磁场的重要工具，特别是对于具有不相关相位的场。在微波领域，连续测量而不是离散测量是常态。使用一种新的方法，我们恢复离散光子统计场正交测量的连续分布的累积量。累积量的使用允许感兴趣的信号和实验噪声之间的分离。使用参量放大器作为放大链的第一阶段，我们提取有用的数据从相干场的连续分布的六阶累积量，从而恢复到与远小于一个平均光子的信号相关的离散统计的三阶矩。

利用虚光子减法改进双向连续变量量子密钥分发

Improvement of two-way continuous-variable quantum key distribution with virtual photon subtraction

提出了一种利用虚光子减法来提高双向连续变量量子密钥分发协议性能的方法。通过非高斯后选择实现虚光子相减，不仅增强了双模压缩真空态的纠缠度，而且具有简化物理操作、提高效率的优点。在双向协议中，虚拟光子相减可以独立地应用于两个源。数值模拟结果表明，改进的双向协议的最佳性能与光子减法只使用爱丽丝。采用适当参数的虚光子减法，提高了传输距离和可容忍的过量噪声。此外，随着传输距离的增加，可容忍的过量噪声保持在一个较高的值，从而显著提高了双向连续变量量子密钥分发系统的鲁棒性，特别是在长传输距离下。

光子不确定性解决了爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论

Photons uncertainty solves Einstein-Podolsky-Rosen paradox

爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）指出，量子力学对“物理实在”的描述意味着在遥远的测量之间存在非物理的、瞬时的作用。为了避免这种超距作用，EPR得出结论，量子力学必须是不完整的。然而，它的扩展涉及额外的“隐藏变量”，允许恢复的决定论和局部性，已被证伪实验（贝尔定理）。在这里，我提出了一个相反的解决方案的悖论的基础上更大的不确定性的现代量子场论（QFT）描述的粒子物理学，防止任何状态的准备具有一定数量的粒子。光子辐射中的不确定性在量子信息理论（例如密码学和隐形传态）中具有有趣的后果。此外，由于它比旧的非相对论性量子力学允许更少的EPR物理实在元素，QFT满足EPR完备性条件而不需要隐变量。剩余的物理实在永远不会违反定域性，从而以一种解释无关的方式消除了“量子非定域性”的唯一客观证明。另一方面，EPR关联的非定域性也成为理论解释的一个问题。如果我们不依赖于隐藏变量或超越QFT的新物理，唯一可行的解释是一个最小的统计解释，它保留了局域性和洛伦兹对称性。

利用周期性极化的锂离子电池优化1550 nm单光子源的探测效率

Optimizing single-photon-source heralding efficiency at 1550 nm using periodically poled lithium niobate

我们探讨了使用高转换效率的双极化晶体在1550 nm处产生光子计数探测器校准的光子对的可行性。目标是在电信波长处开发适当的参量下转换（PDC）源，以满足在单光谱和空间模式（单模光纤）中的高效对产生和收集的要求。我们提出了一个协议，以优化光子收集，噪声水平和不确定性评估。这项研究结合了我们的努力，以模拟的单模预示效率的双光子PDC源，并估计这样的源的预示不确定性的结果。

利用离域单光子实现连续变量量子态的高保真隐形传态

High Fidelity Teleportation of Continuous Variable Quantum States using Delocalized Single Photons

传统的连续变量隐形传态只能在无限（和非物理）压缩量的限制下接近单位保真度。我们描述了一种新的方法，连续变量隐形传态，接近单位保真度与有限的资源。该方案不像传统的隐形传态那样基于压缩态，而是基于单光子纠缠态的系综。我们对相干态、薛定谔猫态和双模压缩态的隐形传态方案进行了刻画，发现了几种可以在有限的资源下获得近1的隐形传态保真度的情况。

连续波压缩真空中时间分离双光子相减产生的大振幅相干态叠加

Large amplitude coherent state superposition generated by a time-separated two-photon subtraction from a continuous wave squeezed vacuum

对两个探测事件之间具有有限时间间隔的连续波压缩真空中的双光子相减进行了理论分析。在连续波光子相减过程中，产生的态不可避免地要用时间多模态来描述。我们的方法是基于薛定谔图像，提供数学上简单的形式和直观的理解，其多模结构。我们发现，在我们的过程中，光子减压缩真空是在两个时间模中产生的，其中一个模作为辅助模，使另一个模成为大振幅相干态叠加。

连续模相干态与单光子的交叉克尔非线性

Cross-Kerr nonlinearity between continuous-mode coherent states and single photons

单光子与相干态之间的弱交叉克尔非线性是量子信息处理中许多应用的基础。到目前为止，这些非线性主要是在高度理想化的单模模型方面进行了讨论。我们发展了连续模光子脉冲之间相互作用的一般理论，并将其应用于单光子与相干态相互作用的情况。利用保真度和条件相位的概念定量地研究了通常的单模近似的有效性。我们表明，高的结晶度，非零条件相位和高光子数是兼容的，在脉冲完全通过彼此和不必要的横模效应被抑制的条件下。

连续变量三光子态量子纠缠

Continuous variables triple-photon states quantum entanglement

研究了在相位匹配的三阶非线性光学相互作用中，三光子产生的三光子态所对应的三个模之间的量子纠缠。虽然二级过程已被广泛处理，有没有直接的类比之间的第二和第三级机制。例如，我们表明，在自发参量三光子产生的情况下，三个模式的正交之间的量子纠缠的情况下。然而，我们发现，真正的三光子纠缠是在完全种子的情况下，其效率与种子水平增加。