Performance of a deterministic source of entangled photonic qubits
我们研究了Gheri等人最近提出的确定性产生偏振纠缠光子的方案中可能的限制和退相干的来源。M. Gheri等人，A58，R2627（1998）]，基于被捕获在光学腔中的适当驱动的单个原子。我们特别考虑了激光强度涨落、光子损失和原子运动的影响。
2000-09-11 quant-ph
Realizing a Deterministic Source of Multipartite-Entangled Photonic Qubits
纠缠电磁辐射源是量子信息处理的基石，并为在受控实验环境中研究量子多体物理提供了独特的机会。虽然辐射的多模纠缠态已经在各种平台上产生，但所有以前的实验要么是概率性的，要么被限制为产生具有适度纠缠长度的特定类型的态。在这里，我们证明了完全确定性的纯光子纠缠态，如集群，GHZ，W状态顺序发射微波光子从一个受控的辅助系统到波导。我们层析重建整个量子多体状态高达$N=4$光子模式和推断量子态，甚至更大的$N$从过程层析成像。我们估计，可定域纠缠持续超过约10个光子量子比特的距离，优于任何以前的确定性方案。
2020-05-14 quant-ph
Bloch theory of entangled photon generation in non-linear photonic crystals
提出了非线性光子晶体中布洛赫波参量下转换和相位匹配的量子力学描述。我们讨论了一维布拉格结构的理论，给出了计算下转换发射强度和方向的方法。我们通过明确的分析预测的发射幅度和方向从一个一维的结构，由交替层的Al0.4Ga0.6As和空气的讨论。我们表明，该发射是适合的偏振纠缠光子的提取。
2005-05-10 quant-ph
Creation of Entangled Photonic States Using Linear Optics
仅使用线性光学元件，双轨光子纠缠态的产生具有固有的概率性。已知的纠缠产生方案具有低的成功概率，需要大规模复用来实现量子信息处理协议的近确定性操作。本文介绍了多种高概率光子纠缠态的产生技术和方法，这些技术和方法有可能极大地减少线性光学量子计算（LOQC）架构的占用空间。最值得注意的是，我们正在展示如何将贝尔态制备从四个单光子提高到p=2/3，用双轨贝尔态辅助将I型融合提高到75%，并将II型融合提高到贝尔态分辨的极限之外。
2021-06-25 quant-ph
Experimental investigation of pulsed entangled photons and photonic quantum channels
量子信息技术中的关键设备和系统的开发，例如纠缠粒子源、量子门和量子密码系统，需要一种可靠且完善的方法来表征设备或系统的工作情况。我们报道了我们最近的工作，实验表征的脉冲纠缠光子态和光子量子信道，使用状态和过程层析成像的方法。通过使用状态层析成像，我们可以可靠地评估从正在开发的双光子源产生的状态，并开发一个高度纠缠的脉冲光子源。我们也致力于单量子比特和双量子比特光子量子信道的表征。典型的单量子位退相干通道的表征已经使用过程层析成像进行了证明。双量子比特信道的特性，如经典相关信道和量子力学相关信道的研究正在进行中。这些量子态和量子过程的表征技术将有助于光子量子器件的开发和性能的提高。
2002-10-21 quant-ph
Four-Qubit Variational Algorithms in Silicon Photonics with Integrated Entangled Photon Sources
本文首次在室温硅光子集成电路上，利用四个集成自发四波混频光子对源制备路径纠缠四维量子态，成功演示了氢分子变分量子本征求解和半素数变分量子因式分解两种变分量子算法。
2025-01-02 quant-ph
Generation and dynamical manipulation of polarization entangled Bell states by a silicon quantum photonic circuit
提出了一种硅量子光子电路，并将其作为一种集成的量子光源，用于电信波段偏振纠缠Bell态的产生和动力学操纵。首次在四个硅波导中通过自发四波混频产生了双光子态。通过片上量子干涉和量子叠加将它们转换成偏振纠缠的Bell态，然后耦合到光纤中。利用两个非正交偏振基下的双光子干涉，证明了产生的光子对的偏振纠缠特性。通过简化的Bell态测量实验，证明了输出态可以在两个偏振纠缠Bell态之间动态切换。实验结果表明，其操纵速度可支持几十kHz的调制速率，在需要动态量子纠缠Bell态控制的量子通信和量子信息处理等应用中显示出了巨大的潜力。
2021-03-13 quant-ph
Generation of entangled photons with a second-order nonlinear photonic crystal and a beam splitter
我们讨论了利用非线性光子晶体和分束器产生纠缠光子。在我们的方法中，假设光子晶体由具有大的二阶非线性光学极化率$χ^{(2)}$的材料组成。我们的方案依赖于两个事实：（1）非线性光子晶体将相干入射光变为压缩光。(2)分束器将压缩光转换为向两个不同方向飞行的纠缠光束。对于一个具体的例子，我们在$0.0783$上估计了我们的方法在非常弱的相干光的每个脉冲的纠缠光子对的产额效率。我们的方法是更有效的，因为在自发参量下转换的转换效率（纠缠双光子每入射泵浦光子）是$4\times 10^{-6}$的顺序。唯一的缺点是，它需要非常精细地调谐馈送到光子晶体中的信号光子的频率;例如，对于$ν=3.23\times 10^{14}$ Hz的信号光，通过$Δν=3.11\times 10^{8}$ Hz给出调节。我们研究了利用我们的方法产生的纠缠光子在BB84量子密钥分发协议中的应用，并探讨了如何检测窃听者。我们认为该方法在利用弱相干光进行诱骗态量子密钥分发中具有很好的应用前景。
2022-05-20 quant-ph
Synthesis and Analysis of Entangled Photonic Qubits in Spatial-Parity Space
我们提出了光子量子比特的新实施例，该光子量子比特利用单个光子的一个连续的空间自由度，并依赖于光子的横向空间分布的奇偶性。利用光学自发参量下转换产生光子对，我们证明了在这个新的空间中纠缠光子态的可控产生。具体地说，两个贝尔态及其叠加的连续谱是通过简单地操纵经典参数光泵空间宇称而产生的，而不是通过操纵纠缠光子本身。一个干涉仪设备，同构的偏振分束器的行动，项目的空间宇称状态到一个偶数-奇数的基础。这种光子量子比特的新物理实现可以作为未来量子信息处理实验的基础。
2007-08-22 quant-ph
Atomic and photonic entanglement concentration via photonic Faraday rotation
提出了两种利用光子偏振的法拉第旋转实现纠缠集中的方案。通过腔QED中的单光子输入输出过程，证明了可以从两个部分纠缠态中提取出最大纠缠原子（光子）态。我们的方案的显著特点是可以通过光子法拉第旋转来实现原子和光子纠缠态的集中，因此它们在实验中可能是通用的和有用的。此外，由于光子法拉第旋转工作在低$Q$腔中，并且只涉及原子的虚激发，因此我们的ECP对腔衰减和原子自发发射都不敏感。
2012-10-07 quant-ph
Atomic entanglement purification using photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转实现原子纠缠对纠缠纯化的方案。结果表明，在腔QED中，经过两个单光子的输入-输出过程，可以从低质量的混合纠缠原子态得到高质量的纠缠原子态。与其他的电子探针不同，这两对混合态不需要直接保持完整。由于法拉第旋转作用于低Q腔，这种EPP在量子通信和计算中都是有用的。
2012-09-28 quant-ph
Entangling Atoms in Photonic Crystals
提出了一种在光子晶体中实现二能级原子系统纠缠的方法。假设原子在光子晶体的空穴区域中运动。原子之间的相互作用通过缺陷模或通过共振偶极-偶极相互作用来介导。我们证明了这些相互作用可以产生纯纠缠原子态。我们分析的问题与现有的光子晶体和里德伯原子的典型参数。我们证明了原子可以从处于纠缠态的光子晶体中产生。根据晶体的线性尺寸和它们的速度，纠缠的原子可以分开几十厘米。
1999-01-26 quant-ph
Photonic families of non-Gaussian entangled states and entanglement criteria for continuous-variable systems
我们考虑了两类非高斯纠缠态，它们是由数态乘积在分束器或双模挤压器作用下产生的。结果表明，对于许多这样的状态，协方差矩阵是兼容的协方差矩阵的可分高斯态和他们的可分性不能验证的测量的一阶和二阶矩的典范变量。我们确定了几个具有高阶矩的连续变量纠缠准则来验证这些非高斯纠缠。
2012-05-31 quant-ph
Experimental preparation of eight-partite linear and two-diamond shape cluster states for photonic qumodes
多体纠缠态的制备是探索量子信息网络和量子计算的前提。在这封信中，我们提出了第一个实验演示的八粒子空间分离的CV纠缠态。以光的八个压缩态为初始源量子态，通过线性光学变换，分别制备了两种八体团簇纠缠态。产生的八个纠缠光子量子模在空间上是分离的，这为实现更复杂的量子信息任务提供了宝贵的量子资源。
2012-05-10 quant-ph
Optimal multi-photon entanglement concentration with the photonic Faraday rotation
最近的一篇论文（Phys.Rev.A \textbf{86}，034305（2012））提出了一种纠缠集中协议（ECP），用于利用光子法拉第旋转从两对较少纠缠的多光子态中提取一对最大纠缠的多光子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。本文针对任意少纠缠多光子GHZ态，提出了一种改进的ECP。在ECP中，我们只需要一对少纠缠的多光子态和一个辅助光子，整个浓缩过程只需要局域操作。此外，我们的ECP可以重复使用，以进一步集中的纠缠少的多光子态，并获得更高的成功概率。如果考虑到实际操作和不完美的检测，我们的协议更有效。这种ECP在当前的量子信息处理中可能是有用的。
2012-11-02 quant-ph
High Purity Single Photons Entangled with an Atomic Memory
被囚禁的原子离子是量子网络节点的理想候选者，具有长寿命的相同量子比特存储器，可以通过它们的库仑相互作用进行本地纠缠，并通过光子通道进行远程纠缠。这种光子界面的完整性通常依赖于量子存储器产生的单个光子的纯度。在这里，我们展示了一个单光子源的量子网络的基础上捕获的$^{138}\mbox{Ba}^+$离子的单光子纯度为$ g^{2}(0)=(8.1\pm2.3)\times 10^{-5} $没有背景扣除。我们进一步优化的光子产生率和存储光子纠缠保真度的偏振光子量子比特的情况下，通过剪裁收集光的空间模式之间的权衡。
2018-12-04 quant-ph
Experimental characterization of a non-local convertor for quantum photonic networks
我们实验上描述了一个量子光子门，它能够转换多量子比特纠缠态，同时只作用于两个量子比特。它是大型量子网络中的重要工具，可以用于重新连接多体纠缠态或生成特定任务所需的各种纠缠态。该门还可用于产生量子信息处理资源，如纠缠和不和谐。在我们的实验演示中，我们将一个线性四量子比特团簇态转换成不同的纠缠态，包括GHZ态和Dicke态。高质量的实验结果表明，该门具有成为分布式量子光子网络中柔性元件的潜力。
2016-10-14 quant-ph
Efficient generation of single and entangled photons on a silicon photonic integrated chip
我们提出了一个协议，用于产生按需，不可区分的单光子的硅光子集成芯片。该源是一个时间复用的自发参量下转换元件，允许优化单光子与多光子发射，同时实现高输出速率和不可扩展性。我们最大限度地减少有源元件的缩放和有源元件损耗的缩放与复用。然后，我们讨论了检测策略和数据处理，以进一步优化程序。我们模拟了单光子产生效率的改善，在以前的时间复用协议，假设现有的制造能力。然后，我们应用这个系统来产生贝尔状态。这两个非经典态的产生效率可以大大提高与改进的制造工艺。
2011-10-18 quant-ph
Enhanced resonant force between two entangled identical atoms in a photonic crystal
我们考虑了光子晶体中两个处于激发态和基态的原子之间的共振相互作用能和力。假设具有相同偶极矩取向的原子处于对称态，并与量子电磁场相互作用。我们考虑了光子晶体的两种具体模型：一维模型和各向同性模型。我们表明，在这两种情况下，共振原子间力可以强烈增强的光子晶体的存在下，作为修改后的色散关系和态密度的结果，特别是如果原子的跃迁频率是接近光子带隙的边缘。详细讨论了光子晶体的两种模型之间的差异，以及与量子半导体线中的两个杂质原子的类似系统的比较。在现实情况下的效果的数值估计进行了讨论。
2014-06-29 quant-ph
Hybrid spin-superconducting quantum circuit mediated by deterministically prepared entangled photonic states
在混合量子系统中，可以通过调节与动态引入的光子的相互作用来获得可控耦合。我们提出了一种混合量子体系结构，由两个氮空位中心合奏耦合到一个可调通量量子比特，包含在传输线上的多模非线性超导共面波导谐振器附加约瑟夫森混合设备。我们讨论了利用纠缠的微波传播光子，通过我们的非线性波混合过程，使之成为宏观上不同的量子态。我们使用这些状态来引导系统，并表明通过进一步放大，我们可以创建一个类似的光子态，它具有更明显的减少其不确定性。此外，我们表明，所有这些导致了一个延长的相干时间，一个合理的保真度衰减到0.94，然后向上增加，稳定在0.6以及加强纠缠。
2019-11-03 quant-ph
High-fidelity multi-photon-entangled cluster state with solid-state quantum emitters in photonic nanostructures
本文提出利用量子点发射器周期性驱动与光子晶体波导接口，在固态纳米结构中确定性生成高保真多光子 GHZ 态和一维簇态，其保真度与生成速率超越现有融合方法，为基于测量的量子通信与计算提供可扩展方案。
2021-03-02 quant-ph
High-Dimensional Entanglement of Photonic Angular Qudits
我们提出了一种方法，用于产生纠缠光子态在高维中，所谓的量子点，利用量子相关的轨道角动量（OAM）纠缠光子，通过自发参量下转换产生。包含$N$角狭缝的衍射掩模放置在孪生光子的路径中，定义了$N^2$维的量子点空间，由OAM纠缠光子的替代路径跨越。我们用共现的方法量化了路径纠缠光子的高维纠缠，并给出了一个适用于纯态的解析表达式。我们报告的数值结果作为一个函数的角孔径的情况下，高维OAM纠缠和高维路径纠缠的情况下，产生的$N \times M$角狭缝的并发。我们的研究结果为制备和表征高维纠缠量子态提供了新的手段，这是量子模拟和量子信息协议的基础资源。
2021-10-14 quant-ph
Multimode Entangled Squeezed Light Generation and Propagation in a Coupled-Cavity Photonic Crystal
Queen’s University（女王大学）
本文提出了一种高效方法，用于在多模式光子晶体耦合谐振腔系统中生成并维持纠缠压缩光态。
2025-12-19 quant-ph
Observation of stronger-than-binary correlations with entangled photonic qutrits
我们提出了第一个实验证实的量子力学预测强于二进制相关。这些相关性在以下假设下无法解释：$n \ge 3$ -结果测量的特定结果的发生是由于两步过程，其中在第一步中，一些经典机制排除了结果的$n-2$，在第二步中，二进制测量产生结果。我们的实验使用分布在两个实验室之间的光子qutrits对，随机选择三个结果进行测量。我们报告了一个违反{9.3}标准偏差的最佳不等式的非信号二元相关。
2018-05-05 quant-ph
Optical Schrödinger cat states generated using cavity Rydberg quantum photonics
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文提出腔里德伯量子光子学平台，生成光学光子混合纠缠态，实现世界纪录尺寸 $α^2=2.4$，并通过量子态层析验证，为量子信息处理提供新途径。
2026-09-24 quant-ph
Resonance interaction energy between two entangled atoms in a photonic bandgap environment
考虑了两个处于激发态和基态的纠缠原子之间的共振相互作用能。它们在真空状态下与量子电磁场相互作用，并被放置在光子带隙环境中，在间隙边缘附近具有二次色散关系，并且对于低频具有线性色散关系，而原子跃迁频率被假设为在光子带隙内部并靠近其下边缘。这个问题与外界环境中原子间的相干共振能量转移密切相关。分析涉及各向同性三维模型和一维情况。与自由空间情况相比，共振相互作用随着距离渐近衰减得更快，具体地，在三维情况下，与$1/r$自由空间依赖性相比，$1/r^2$衰减得更快，并且在一维情况下，与自由空间中的振荡依赖性相比，与$1/r$衰减得更快。尽管如此，相互作用能仍然是显著的，并且比原子之间的色散相互作用强得多。另一方面，自发发射受到环境的强烈抑制，并且关联态因此通过自发衰减退相干效应而得以保留。我们的结论是，我们的配置是适合于观察难以捉摸的量子共振纠缠原子之间的相互作用。
2018-04-03 quant-ph
Deterministic generation of photonic entangled states using decoherence-free subspaces
该研究提出利用半波导中三个发射器的集体态资源，通过无消相干子空间内的量子门操作与亮态耦合的光子发射，确定性生成光子纠缠态，为量子信息技术提供基础支撑。
2025-08-24 quant-ph
Generation of entangled photons via parametric down-conversion in semiconductor lasers and integrated quantum photonic systems
提出并设计了一种高亮度、超紧凑的电泵浦GaAs基激光光源，利用腔内模式匹配参量下转换产生纠缠光子。为了描述高色散和耗散波导中的非线性混合，我们发展了一个非微扰量子理论的波导模式的参数下转换，考虑到模式色散，组和相位失配，传播，耗散和耦合到噪声水库的影响。我们将我们的理论扩展到量子化泵浦场的制度与一个新的方法的基础上的状态矢量的传播方程，解决了非微扰边值问题的参数衰减的量子化单光子泵浦模式，可以推广到包括耗散和噪声的影响。我们的形式主义是适用于各种各样的三波混频传播问题。它为解释实验结果和预测单片量子光子系统的性能提供了方便的解析表达式。
2021-11-21 quant-ph
Why I am optimistic about the silicon-photonic route to quantum computing
这是一个简短的概述，解释了如何建立一个大规模的硅光子量子计算机已经减少到创建良好的3光子纠缠态源（并可能进一步简化）。给定这样的源，每个光子需要穿过小的恒定数量的组件，与至多2个其他空间附近的光子干涉，并且当前的光子工程已经证明了在二维半导体芯片上制造数千个组件，其性能允许创建在量子计算通用的状态中纠缠的数万个光子。目前，我们设想的完全集成的硅光子架构涉及通过泵浦硅波导（或腔）与片上滤波器和纳米线超导探测器相结合以非确定性地产生单光子来创建所需的纠缠态，以预示光子已经产生。这些源被复用为接近确定性，然后单光子通过干涉仪以非确定性地产生小纠缠态-必须再次复用为接近确定性。接着是小尺度纠缠光子通过干涉仪的“弹道”散射，使得一些光子被检测到，剩下的处于大尺度纠缠态，这对于通过单光子测量实现的量子计算是可证明通用的。关于制造和使用最终团簇状态的最佳方法，处理静态缺陷，构建初始纠缠光子源等等，有大量的问题需要研究，然后我们才能瞄准数百万个量子比特，能够进行数十亿个计算时间步长。本文的重点是这些问题的理论方面。
2016-07-28 quant-ph
Universal device for two-qubit entangled measurements via photonic quantum walks
本文提出利用九步光子量子行走实现两量子比特最优集体测量，并证明弃权（不执行）策略可从非理想态中恢复最优方向猜测，使猜测得分提升超过10倍。
2024-02-27 quant-ph
Transferring entangled states of photonic cat-state qubits in circuit QED
提出了一种将两个光子猫态量子比特（cqubit）的量子纠缠态从两个微波腔转移到另外两个微波腔的方法。这一方案是用四个微波谐振腔耦合到一个超导磁通量子阱来实现的。由于采用了四个不同频率的谐振腔，腔间串扰显著降低。由于仅使用一个耦合器qut，电路资源被最小化。纠缠转移只需一步操作，因此该方案非常简单。在态转移过程中，耦合器qutrit的第三能级没有被填充，因此从较高能级的退相干被大大抑制。数值模拟结果表明，利用电流电路QED技术实现两个cqubit纠缠态从两个传输线谐振器到另外两个传输线谐振器的高保真传输是可行的.该方案具有普适性，可以在广泛的物理系统中实现同样的任务，例如四个微波或光学腔，它们耦合到一个自然或人工三能级原子。
2020-03-31 quant-ph
Deterministic Creation of Large Photonic Multipartite Entangled States with Group-IV Color Centers in Diamond
本文面向第IV主族金刚石色心提出线性簇态与GHZ态的确定性光子产生方案，重点设计高速高保真拉曼自旋门和激发门，并以腔耦合锡空位色心验证其性能。
2023-12-06 quant-ph
Collective generation of quantum states of light by entangled atoms
我们提出了一个理论框架来描述原子纠缠态的集体发光。我们的理论适用于低激发制度，其中大多数原子最初处于基态，并依赖于原子激发的玻色子描述。这样，原子系综的光发射问题，包括偶极-偶极相互作用和多重光散射问题，就可以得到精确的解决。给出了原子在规则晶格和原子蒸气中的光子态的显式表达式。我们确定的光子束的方向性，光子态的纯度，和发射率的重整化。我们还展示了如何观察光晶格中超冷原子的集体现象，以及如何使用这些想法来产生在量子信息中有用的光子态。
2008-08-20 quant-ph
Hybrid teleportation via entangled coherent states in circuit quantum electrodynamics
我们提出了一个确定性的方案，通过超导电路中的连续变量纠缠态传送一个未知的量子比特。量子比特是超导二能级系统，二分量子信道是两个腔之间的光子纠缠相干态。在腔模中，对固体和光子混合态进行Bell测量，将离散变量的未知电子态转换为连续变量的光子猫态。该方案进一步使量子信息处理的应用，如验证和错误检测方案的纠缠相干态的电路QED相同的架构。最后，在腔态的自克尔可调谐性的动力学方法已被研究，以最大限度地减少自克尔失真和所有必要的成分被证明是实验可行的最先进的超导电路。
2015-09-09 quant-ph
Angular spectrum influence and entanglement characterization of Gaussian-path encoded photonic qudits
量子态在量子信息科学和量子力学基础研究中起着重要的作用。实现和表征的技术，使容易制备的纠缠态是在这些领域的重要步骤。在这里，我们产生的纠缠量子态编码的光子横向路径，通过泵浦非线性晶体与多个横向高斯光束获得。这种方法使我们能够产生两个量子比特和两个量子比特的纠缠态编码在双光子的高斯横向路径。我们对这种源进行了理论分析，考虑了泵浦角谱对产生态的影响，并进一步用纯度和纠缠度对产生态进行了表征。我们的实验结果表明，所产生的光子态具有高纯度和高纠缠度，理论分析阐明了如何利用泵浦光的轮廓来操纵这种光子态。
2021-01-13 quant-ph
Experimental realization of a photonic weighted graph state for quantum metrology
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）；Hanyang University（汉阳大学）
本研究通过实验实现可调图权重的光子加权图态，用于提升量子相位传感的精度，验证了在低于最大纠缠极限时仍能实现超越经典极限的测量精度。
2026-02-20 quant-ph
Scalable fiber integrated source for higher-dimensional path-entangled photonic quNits
集成光子电路为在高维光子系统中进行复杂的量子光学实验提供了可能。然而，集成和可扩展性的优势只能充分利用与源的可用性更高维纠缠光子。在这里，一种新的光纤集成源的路径纠缠光子在电信波段在1.55 \mum，仅使用标准的光纤技术。由于特殊的设计，该源显示出良好的可扩展性，向更高的维度纠缠光子态（quNits），而路径纠缠提供直接兼容片上路径编码。我们提出了一个实验实现的路径纠缠的两个量子比特源。一个非常高的质量的纠缠验证了各种测量，即。执行断层摄影状态重建，导致（99.45 ± 0.06）%的背景校正保真度。此外，我们描述了一个简单的方法，将我们的源扩展到任意高的维度。
2012-04-30 physics.optics quant-ph
Compact 2D Nonlinear Photonic Crystal Source of Beamlike Path Entangled Photons
我们提出了一种在二维非线性晶体中通过参量下转换产生空间形状可控的纠缠光子的方法。设计并制作了一种结构紧凑、新颖的晶体源，在不使用额外分束器的情况下直接产生光路纠缠光子。这种晶体支持两个PDC过程，同时发射双光子进入两个光束模式。产生了两个相干路径纠缠的双光子振幅，观察到了它们的干涉。我们的方法能够产生具有受控空间，光谱和偏振特性的纠缠光子。
2013-03-12 physics.optics quant-ph
A reconfigurable silicon photonics chip for the generation of frequency bin entangled qudits
集成环形谐振腔中的量子光学微梳产生了多种光谱模式的纠缠光子对，并允许制备高维量子态。理想情况下，这些源应该是可编程的，并具有高生成速率，梳状线紧密间隔，以实现基于电光频率混合的高效量子比特门。虽然这些要求不能全部由单个谐振器设备满足，对于单个谐振器设备，在高生成速率和紧密的仓间隔之间存在权衡，但是有希望的策略是使用多个谐振器，每个谐振器经由自发四波混频在特定的频率仓中生成光子对。基于这种方法，我们提出了一种可编程的硅光子器件的频率仓纠缠量子比特的产生，其中仓间距，量子比特尺寸，和二分量子态可以在芯片上重新配置。使用半径为22 μ m的谐振腔，我们获得了高亮度（MHz/（mW）^2）的每梳线与仓间距为15 GHz，和85%以上的最大纠缠贝尔态的希尔伯特空间维数为16。通过单独寻址每个光谱模式，我们实现了无法使用单个谐振器在片上生成的状态。我们在一组相互无偏的基上测量了最大纠缠的两个量子比特和两个量子比特态的相关矩阵，发现相关性超过98%，并表明该源可以在高维安全通信协议中找到应用。
2023-01-27 quant-ph
The generation of an entangled four-photon state from two pairs of entangled two-photon states by using linear optical elements
提出了一个从两对纠缠双光子态产生纠缠四光子态的方案。这种纠缠的四光子态等价于两个最大纠缠的自旋为1的粒子的量子态。该方案也可以用来从N对纠缠双光子态制备纠缠2N光子态。这种多光子态在量子力学与局域实在论的基本测试中以及在许多量子信息和量子计算方案中起着至关重要的作用。
2001-12-14 quant-ph
Compact engineering of path-entangled sources from a monolithic quadratic nonlinear photonic crystal
光子纠缠态是量子科学的核心，它不仅为量子力学的研究提供了基础，而且也是研究各种量子技术的重要资源。集成实现这些量子态将保证高纠缠度，提高量子光学的便携性、稳定性和小型化等性能，是集成量子光学发展的必然趋势。在这里，我们报道了在单片二次非线性光子晶体中实现的可操纵光子路径纠缠态。晶体作为一个固有的分束器，将光子分配到相干空间模式，产生预示着单光子甚至吸引人的光束状双光子路径纠缠，其中纠缠的特征在于量子空间拍频。这种多功能纠缠源可以进一步扩展到高维形式和多光子水平，并涉及其他自由度，这为设计小型化量子光源铺平了道路。
2013-02-01 physics.optics quant-ph
Measurement of arbitrary two-photon entanglement state with the photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转测量任意双光子纯纠缠态纠缠度的有效方案。在该协议中，光子纠缠态的纠缠度可以转化为拾取奇宇称光子态的总成功概率。为了完成测量任务，我们需要一些辅助的三能级原子，它们被囚禁在低质量的腔中。我们的协议可以很好地实现在现有的实验条件下。此外，在实际的非完美原子态探测和光子法拉第旋转条件下，我们的协议也能很好地工作。基于这些特点，我们的协议可能是有用的，在当前的量子信息处理。
2014-02-05 quant-ph
Generation of two-mode entangled states by quantum reservoir engineering
提出了一种制备微波腔场双模纠缠猫态的方法。纠缠是由场与穿过微波谐振腔的原子束相互作用引起的，引起非幺正动力学，其中目标纠缠态是不动点。我们通过数值模拟分析了所产生的双模光子“猫态”对退相和损耗的鲁棒性。该方案是光子系统量子库工程的一个实例。
2013-03-08 quant-ph
Polarization entangled photon-pair source based on quantum nonlinear photonics and interferometry
我们提出了一个通用的，高亮度，导波源的偏振纠缠光子，在电信波长发射。利用集成0型非线性波导产生光子对，然后通过稳定的光纤干涉仪制备偏振纠缠态。我们表明，单光子发射波长可以调谐超过50 nm，而单光子光谱带宽可以选择将超过五个数量级（从25 MHz到4太赫兹）。此外，通过进行纠缠分析，我们证明了一个高度的控制量子态通过违反贝尔不等式超过40个标准偏差。这使得该方案适用于广泛的量子光学实验，从基础研究到量子信息应用。我们报告的细节设置，以及对所有包括组件的特性，以前概述F。Kaiser等人（2013 Laser Phys.Lett. 10，045202）。
2014-03-31 quant-ph
Room-Temperature entangled quantum processor on integrated semiconductor photonics platform
本文在SiCOI平台上首次实现了室温纠缠量子处理器，演示了单电子自旋确定性生成、单核自旋近单位初始化与相干操控，并制备了保真度0.89的最大纠缠态，为单片集成量子光子网络奠定基础。
2024-11-22 physics.optics quant-ph
Distinguishing genuine entangled two-photon-polarization states from independently generated pairs of entangled photons
提出了一种区分纠缠双光子偏振态（ETP）和两个独立纠缠单光子偏振态（EOP）的方案。利用该方案，通过三个正交双光子偏振态之间的反关联，证实了参量下转换产生ETP的实验结果。在目前的实验装置中，相关光子对中的ETP的估计分数为37%。
2004-03-02 quant-ph
Experimental generation of complex noisy photonic entanglement
我们提出了一个基于自发参量下转换的实验方案，利用两个I型非线性晶体的排列产生最大纠缠偏振态的多光子对。通过在产生的光子的路径中引入相关的偏振噪声，我们制备了混合纠缠态，其性质说明了最近在量子信息理论中获得的基本结果，特别是那些关于束缚纠缠和隐私。
2013-01-31 quant-ph
A photonic engine fueled by quantum-correlated atoms
研究由量子相关原子对构成的有效储层驱动的光子量子引擎，发现非最大纠缠超辐射态能实现高效率和高功输出，为设计更优量子热机提供新机遇。
2023-07-31 quant-ph
Heralded Preparation and Readout of Entangled Phonons in a Photonic Crystal Cavity
我们提出了一个现实的协议的准备和读出的机械贝尔态的光机系统。该建议依赖于表征光子晶体腔模式的参数，耦合到结构的两个局部弯曲模式，但同样适用于相同参数范围内的其他光学机械系统。非经典状态预示着通过光学后选择，并揭示在特定的干涉图案特征的腔频率的发射。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Finite time decoherence could be suppressed efficiently in photonic crystal
在不采用玻恩近似和马尔可夫近似的情况下，解析地研究了各向异性带隙光子晶体中两初始纠缠量子比特的退相干。结果表明，光子晶体中两量子比特的退相干动力学与真空中或通常的非马尔可夫库中的两量子比特的退相干动力学有很大的不同。结果还表明，自发发射引起的有限时间退相干可以得到有效抑制，在相同条件下，奇宇称Bell态的纠缠比偶宇称Bell态的纠缠更容易在光子晶体中保持.提出了一种纠缠粒子对的存储方案。
2008-05-19 quant-ph
Deterministic generation of arbitrary photonic states assisted by dissipation
提出了一种利用类原子发射器耦合到纳米光子波导的方案，用于产生多体纠缠态，并用于将这些物质态可逆映射到波导中光脉冲的光子态。我们的协议利用消相干自由子空间（DFS）的原子发射器与相干演化内的强耗散耦合到波导。通过从亚辐射态到超辐射态的转换，纠缠原子态被高保真地映射到光子态。讨论了一种利用超冷原子与光子晶体波导耦合的实现方案。
2015-04-28 quant-ph
CMOS photonic integrated source of ultrabroadband polarization-entangled photons
本研究研发出一款基于CMOS工艺的全片上硅光子集成纠缠光子源，采用双向泵浦微环和偏振分束旋转器，可产生超宽带高保真偏振纠缠光子，适用于多用户网络的灵活网格波分复用纠缠分发。
2024-02-14 physics.optics quant-ph
On-demand photonic entanglement synthesizer
量子信息协议需要各种类型的纠缠，例如Einstein-Podolsky-Rosen（EPR），Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）和簇态。在光学中，这些态的按需制备已经通过压缩光源实现，但是这样的实验需要不同的光学电路来实现不同的纠缠态，因此缺乏通用性。在这里，我们展示了一个按需纠缠合成器，可编程地产生所有这些纠缠态从一个单一的压缩光源。这是通过开发一个基于环路的电路，它是动态可控的纳秒时间尺度。我们验证了5个不同的小尺度纠缠态的产生，以及一个包含1000多个模式的大尺度团簇态，而不改变光路本身。此外，该电路能够存储和释放所产生的纠缠态的一部分，从而作为量子存储器工作。这种基于可编程环路的电路应该为更通用的纠缠合成器和可扩展的量子处理器开辟一条道路。
2018-11-26 quant-ph
Silicon Photonic Entangled Photon-Pair and Heralded Single Photon Generation with CAR $>$ 12,000 and $g^{(2)}(0)<$ 0.006
报道了用半导体激光器泵浦的微腔产生的1550 nm波长的时频纠缠光子对和预示单光子的测量结果。随着对生成的高光谱亮度，用于描述性能的常规度量，例如符合与偶然比（CAR），条件自相关[ $g^{(2)}(0)$ ]，双光子能量-时间{F}朗森干涉可见性等，被示出达到硅光子学尚未实现的高性能状态，并且以前仅通过基于晶体，玻璃和光纤的对生成设备实现。
2017-10-06 physics.optics quant-ph
