Quantum key distribution for 10 Gb/s dense wavelength division multiplexing networks
我们展示了量子密钥分发（QKD）与双向10 Gb/s的经典数据信道在一个单一的光纤使用密集波分复用。实现了创纪录的2.38 Mbps的安全密钥速率和长达70公里的光纤距离。同时监控数据通道的无差错运行。QKD的鲁棒性进一步证明了445 kbps的安全密钥速率超过25公里，在存在发射常规0 dBm功率的数据激光器的情况下获得。我们讨论了在复用环境中QKD性能的基本限制。
2014-02-06 quant-ph
Towards Einstein-Podolsky-Rosen quantum channel multiplexing
单个宽带压缩光场构成了一个量子通信资源，它足以实现N个基于分布式EPR纠缠态的量子信道.每个信道可以用作例如独立的量子密钥分发或隐形传态协议的资源。N重信道复用可以通过在不同傅立叶频率处接入2N个压缩模来实现。我们报告的实验实施的N=1的情况下，通过两个压缩态的干涉，从一个单一的宽带压缩场提取，并演示所需的复用（N>1）的所有技术。量子信道频率复用可以用于优化量子信息任务中宽带压缩场的利用。例如，如果压缩场的带宽大于零差检测器的带宽，则这是有用的。这是目前许多压缩和双模压缩纠缠光实验中的典型情况。
2009-12-14 quant-ph
Reducing the number of single-photon detectors in quantum key distribution networks by time multiplexing
本文提出利用探测器时间复用（DTM）技术，将多方量子密钥分发网络中单光子探测器数量减少一半，并在四用户网络中验证了该方法在可接受效率损失下具备低成本和可扩展性。
2023-05-23 quant-ph
Optimized quantum entanglement network enabled by a state-multiplexing quantum light source
提出利用状态复用量子光源优化波分复用纠缠网络，通过双泵浦氮化硅微环生成多信道光子对，以六个波长连接四用户，节省一半信道并实现1946.9 bps安全密钥率。
2025-02-27 quant-ph
A Dynamic Multiplexing Policy for a Quantum Repeater
TU Delft（代尔夫特理工大学）；QuTech（奎克技术研究所）；Kavli Institute of Nanoscience（卡弗里纳米科学研究所）；Delft Networks（代尔夫特网络）
研究用于量子中继器的动态复用策略，通过可重构路由器互连量子芯片，对比动态与固定分配策略，发现在特定参数范围，动态策略能显著提升保真度、略微提高速率并实现更高密钥率，对近期量子网络发展有重要意义。
2026-07-09 quant-ph
Multipartite multiplexing strategies for quantum routers
本文将量子中继器的二部复用扩展到以路由器为中心的 N 方网络，提出通用匹配协议并分析路由器与密钥速率，证明截断并优先组合低存储轮数量子比特可优化 GHZ 测量的密钥速率。
2024-06-19 quant-ph
Properly Quantized History Dependent Parrondo Games, Markov Processes, and Multiplexing Circuits
在量子信息理论的背景下，各种数学和计算构造的“量子化”被认为是在构造中的不同点处，概率分布的经典随机化概念被来自量子力学的高阶随机化概念（例如具有测量的量子叠加）替换时发生的。为了“正确地”完成这一点，需要在新的“量子”结构中存在原始结构的忠实副本，就像当函数扩展到更大的域时所需要的那样。这里的程序扩展历史依赖Parrondo游戏，马尔可夫过程和多路复用电路的“量子”版本进行了分析，从博弈论的观点，并从这个角度来看，适当的量化。
2009-10-21 quant-ph
Photonic integrated chip enabling orbital angular momentum multiplexing for quantum communication
携带轨道角动量的光是经典和量子信息技术的重要资源。它固有的无界性质可以用来产生高维量子态或用于经典和量子通信中的信道复用，以分别显著提高数据容量和密钥速率。虽然具有轨道角动量的光的巨大潜力已被广泛确定，但其技术部署仍然受到能够产生和操纵它的集成和可扩展光子器件的制造所带来的困难的限制。在这里，我们提出了一种能够在800 m长的环芯光纤中激发轨道角动量模式的光子集成芯片，允许我们同时使用2和3种不同的模式来执行并行量子密钥分发。该实验为通过紧凑且重量轻的硅芯片实现量子轨道角动量分割多路复用迈出了第一步，并进一步推动了支持轨道角动量模式的集成可扩展设备的开发。
2021-09-09 quant-ph
MAQCY: Modular Atom-Array Quantum Computing with Space-Time Hybrid Multiplexing
MAQCY通过空间-时间混合多路复用实现模块化原子阵列量子计算，利用Q-Pairs和原位原子替换实现O(N)线性扩展，展示三量子比特量子傅里叶变换，并提出基于镱同位素的实现方案。
2025-11-21 quant-ph
Experimental wavelength-space division multiplexing of quantum key distribution with classical optical communication over multicore fiber
我们演示了量子密钥分发（QKD）与经典信号在一个七芯光纤使用密集波分复用。量子信号在一个外核中单独传输，核间串扰是量子信号的主要损伤。为了减轻IC-XT，我们提出了一个量子经典交织方案。然后根据测量结果分析了IC-XT的特性，指出对向传播是一种比共传播更好的共存方法。最后，我们进行了量子密钥分发实验中存在的两个经典信道之间的量子信道和最近的经典信道的信道间隔为100 GHz。实验结果表明，反向传播几乎不受IC-XT的影响，这与我们的分析是一致的。此外，该方案还验证了在城域网范围内传输的可行性。
2018-11-10 quant-ph
Zero-Added-Loss Entangled Photon Multiplexing for Ground- and Space-Based Quantum Networks
本研究提出一种基于准确定性纠缠光子对源的零附加损耗复用（ZALM）方案，结合预示式Bell对产生与光谱模式转换，消除复用切换损耗，在卫星-地基长基线纠缠分发中可提升速率标度，为近期全球量子网络提供蓝图。
2023-04-13 quant-ph
Ultra fast quantum key distribution over a 97 km installed telecom fiber with wavelength-division multiplexing clock synchronization
我们展示了超快BB84量子密钥分发（QKD）传输在625 MHz的时钟速率通过97公里的现场安装的光纤使用实际的时钟同步的波分复用（WDM）的基础上。我们成功地在超过一个小时的稳定密钥生成在高筛选密钥速率为2.4 kbps和低量子比特错误率（QBER）为2.9%。利用平均光子数为0，0.15和0.4光子/脉冲的诱饵方法，从传输数据中估计出渐近安全密钥速率为0.78-0.82 kbps。
2008-06-23 quant-ph
Physical Realization of Measurement Based Quantum Computation
本文介绍了基于测量的量子计算（MBQC）的原理，详细比较了利用连续变量和离散变量物理实现 cluster states 的多种方法，并报告了光子与超导量子比特的最新成果。
2023-01-08 quant-ph
Optimal quantum preparation contextuality in $n$-bit parity-oblivious multiplexing task
在[ PRL，102，010401（2009）]中，Spekkens等人，已经表明，量子制备上下文可以为奇偶不经意复用（POM）任务提供动力。利用经典资源完成$n$ -bit POM任务的最优成功概率的界被证明是\textit{same}，正如在准备非上下文理论中一样。如果使用量程资源执行任务，则会违反此非上下文绑定。虽然在$2$ -bit POM任务中实现了最优量子成功概率，但在3-bit情况下，最优性仍是一个悬而未决的问题。在本文中，我们证明了一个$n$位POM任务的量子成功概率仅取决于一个合适的$2^{n-1}\times n$贝尔不等式和最佳违反它优化了该POM任务的成功概率。此外，我们讨论了量子准备的上下文的程度如何限制量子违反贝尔不等式的数量，从而POM任务的成功概率。
2018-06-04 quant-ph
Quantum Communication Multiplexing in LP-modes Enabled by Photonic Lanterns
本文提出利用光子灯笼在少模光纤中实现LP模式复用的QKD系统，通过精确偏振控制抑制QBER，并在24公里、5 dB损耗链路上实现2.34 Mbps的SKR。
2025-02-18 quant-ph
Synthesizing and multiplexing autonomous quantum coherences
本文提出一种仅耦合玻色子浴的自旋系统方法，通过避免反作用破坏效应，非微扰地合成并多路复用量子相干性，以克服先前限制并用于原理验证实验。
2024-06-25 quant-ph
Integration of quantum key distribution and gigabit-capable passive optical network based on wavelength-division multiplexing
在可预见的未来，经典光通信可能仍然是主要的通信技术，因此量子通信网络与现有经典光通信网络的集成是必要的，因为现有的电信基础设施将被共享。这意味着量子密钥分发（QKD）和强经典数据信号的复用，在一根光纤中传递量子信号和经典信号。光分路器用于接入千兆比特无源光网络（GPON）中的每个用户。在4用户网络中，分路器向量子信道增加至少6dB的光损耗，在64用户网络中，分路器向量子信道增加18dB的光损耗。光分路器限制了量子密钥分配的传输距离和性能。提出了一种基于波分复用的量子密钥分发和GPON集成方案。在分光点，我们使用滤波器来分离量子信号，并绕过分光器，避免了分光器产生的损耗。这增加了量子信号状态的计数率，并且提高了信噪比（SNR），因此QKD可以获得更高的密钥生成速率和更长的传输距离。
2016-04-26 quant-ph
Quantum Multiplexing with the Orbital Angular Momentum of light
光子的轨道角动量OAM为携带多个用户的量子数据提供了合适的支持。我们提出了两种新颖的光学设置，通过相同的自由空间光链路发送n个量子通信方的信息。这些量子比特可以同时发送，并且共享路径，波长和偏振而不受干扰，从而增加了系统的通信容量。第一种解决方案是量子位组合器，将n个通道合并到同一个链路中，传输n个独立的光子。第二种解决方案，OAM复用器，使用CNOT门将n个光通道的信息传输到单个光子。多路复用器电路的其他应用，如量子算术，以及连接到OAM排序进行了讨论。
2009-01-29 quant-ph
Continuous-variable quantum repeater based on quantum scissors and mode multiplexing
量子中继器对于高速率、长距离的量子通信是不可或缺的。未来量子互联网的愿景很大程度上取决于在实践中实现量子中继器。已经提出了许多中继器用于基于离散变量（DV）的单光子量子通信。在电磁场模式的正交自由度上的连续变量（CV）编码提供了一种有吸引力的替代方案。例如，CV传输系统与其DV对应物相比更容易与现有的光学电信系统集成。然而，CV的复读生仍然难以捉摸。我们提出了一种新的量子中继器方案，用于在有损玻色子信道上进行CV纠缠分发，该方案克服了直接传输指数率损耗折衷。该方案涉及中继器节点，包括a）双模压缩真空（TMSV）CV纠缠源，b）量子剪刀操作以执行有损TMSV状态的非确定性无噪声线性放大，c）由第二代DV中继器启发的切换模式复用层，这是除了使DV中继器工作的概率纠缠纯化之外的关键成分，以及d）非高斯纠缠交换操作。我们报告我们的确切结果的速率损失包络实现的计划。
2020-01-19 quant-ph
Spatial-Mode Diversity and Multiplexing for Continuous Variables Quantum Communications
本文研究空间模式分集与复用在连续变量量子通信中的表现，建模对数正态衰落并分析放大、串扰及热噪声影响，证明分集在保真度和 CV-QKD 平均密钥率上可优于单信道与复用。
2024-09-06 quant-ph
Spectral multiplexing for scalable quantum photonics using an atomic frequency comb quantum memory and feed-forward control
量子光学和量子信息科学的未来多光子应用需要同时存储许多光子状态的量子存储器，每个光子状态被编码为不同的光学模式，并且使得能够在存储期间选择任何输入和特定检索模式之间的映射。在这里，我们以量子中继器为例，展示了如何使用具有固定存储时间的光谱复用状态和存储器，从而允许光谱模式之间的映射。此外，使用Ti：Tm：LiNbO3波导冷却到3开尔文，相位调制器和光谱滤波器，我们展示了存储，然后是所需的前馈控制的频率操纵与时间仓量子比特编码到多达26个多路复用的光谱模式和97%的保真度。
2014-07-18 quant-ph
Quantum multiplexing with optical coherent states
本文提出了一种新的基于光相干态的量子多址接入技术。将多个相干态光量子比特的信息组合成一个量子比特，它是几乎正交相干态的叠加。原始信息在量子复用器（QMUX）的帮助下被编码到新的希尔伯特空间中，然后在另一端用量子解复用器（QDEMUX）恢复。我们介绍了完成相干态量子计算模型的光学工具，并给出了所需的电路。所提出的系统可以允许多个用户超过最佳限制的成本的降级的传输数据。在这方面和其他一些方面，它可以被视为经典码分多址技术的量子模拟。
2009-02-16 quant-ph
Relative multiplexing for minimizing switching in linear-optical quantum computing
线性光学量子计算（LOQC）的许多现有方案依赖于多路复用（MUX），其使用动态路由来使得能够使用预示的概率原语来构造接近确定性的门和源。MUXing占当前LOQC架构中有源开关需求的绝大多数。在这篇文章中，我们介绍了相对多路复用（RMUX），一个通用的优化，可以显着降低有源开关的MUX在LOQC的要求，从而降低硬件的复杂性和能耗，以及放宽对各种光子器件的性能要求。我们讨论了RMUX的应用产生纠缠态的概率单光子源，并认为，一个数量级的提高贝尔态的产生率可以实现。此外，我们将RMUX应用于[PRL 115，020502（2015）]中的3D集群状态的渗透提案，并且我们发现RMUX允许该架构的损失容限增加2.4倍。
2017-06-09 quant-ph
Exponentially enhanced quantum communication rate by multiplexing continuous-variable teleportation
当今量子通信系统的主要挑战在于在存在不可避免的损耗的情况下长距离地以高速率传输量子信息。因此，可实现的量子通信速率从根本上受到每次使用信道可以传输的能量的限制。因此，至关重要的是开发量子通信协议，尽可能有效地编码量子信息。为此，我们研究了连续变量量子隐形传态作为一种分发量子信息的方法。我们探讨了在多个光学模式上编码信息的可能性，并推导出可实现的量子信道容量的上界和下界。这种分析使我们能够对单模与多模纠缠资源进行基准测试。我们的研究表明，与单模编码相比，多路复用不仅具有增强的能量效率，导致可实现的量子通信速率呈指数级增长，而且还提高了损耗恢复能力。然而，由于可靠的量子信息传输仅在纠缠值超过某个阈值时才能实现，因此需要仔细优化编码模式的数量以获得最佳的量子信道容量。
2012-08-21 quant-ph
Active Temporal Multiplexing of Indistinguishable Heralded Single Photons
量子光学中的一个基本挑战是通过非确定性非线性光学过程确定性地产生不可区分的单光子，这是由于在这些过程中单光子和多光子产生概率的内在耦合。在许多时间模式中生成的主动复用光子可以解耦这些概率，但关键问题是最小化资源需求以允许可扩展性，并确保生成的光子的不可扩展性。我们证明了从四个时间模式的光子复用单独使用光纤集成光学和现成的电子电路。我们显示了100%的单光子输出概率的增强，而不引入额外的多光子噪声。四重Hong-Ou-Mandel量子干涉证实了光子的不可分辨性，可见度为91%。我们的演示为多个非确定性光子源到单个近确定性光子源的可扩展复用铺平了道路，这将有利于未来的量子光子技术。
2015-08-14 quant-ph
Experimental zero-added-loss multiplexing Bell-pair source for long-haul quantum networks
Advanced ICT Research Institute, National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（国家信息通信技术研究所先进ICT研究院）；Department of Electronics and Electrical Engineering, Keio University（庆应义塾大学电子电气工程系）；Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, The University of Osaka（大阪大学量子信息与量子生物学中心）
本研究实验演示了基于零附加损耗复用（ZALM）的16个并行频率模式间纠缠交换，结合时频复用实现高贝尔对速率，为实用高速量子中继器和长距离量子网络奠定实验基础。
2026-08-20 quant-ph
Efficient Quantum Space-Division Multiplexing Using Time-Bin and Phase Encoding in Few-Mode Fibers
本研究将多模光纤空分复用技术应用于时间-相位编码的量子信号，利用单光子探测器死时间消除模式串扰，在8公里少模光纤中实现每秒M量子比特的高效量子传输。
2025-09-05 physics.optics quant-ph
Demonstration of a Multiplexing Trapped Ion Quantum Processing Unit
Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Infineon Technologies Austria AG（英飞凌奥地利股份公司）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Infineon Technologies AG（英飞凌科技股份有限公司）
本文展示了一个结合表面离子阱和时间复用器的量子处理单元，通过采样保持技术实现多电极控制，有效解决大规模离子运输中的布线挑战，验证了高保真操作的可行性。
2026-05-15 quant-ph
Subexponential rate versus distance with time-multiplexed quantum repeaters
使用长度上的直接传输的量子通信容量- $L$光纤缩放为$R \sim e^{-αL}$，其中$α$是光纤的损耗系数。使用配备有量子存储器、概率贝尔状态测量（BSM）和用于空间复用的开关的线性量子中继器链实现的速率，但没有量子纠错，被证明超过了直接传输容量。然而，该速率仍然随着端到端距离呈指数衰减，即，$R \sim e^{-s{αL}}$和$s < 1$。我们表明，时间复用的引入-即，在中继器节点处的量子位之间执行BSM的能力导致亚指数速率-vs.-，所述中继器节点处的量子位以{ \em different}时间步长与不同相邻节点处的量子位成功纠缠。距离缩放，即，$R \sim e^{-t\sqrt{αL}}$，这是不能仅通过空间或频谱复用实现的。我们评估分析上限和下限，这个速率，并获得准确的速率通过数值优化的时分复用块的长度和中继节点的数量。我们进一步证明，在用于实现时间复用的光开关中引入损耗会降低速率与时间复用的关系。距离性能，最终回落到指数缩放非常有损开关。我们还研究了量子存储器退相干模型，并描述了最佳的操作制度，以保持所需的时间复用的提升。量子记忆退相干被认为是更有害的中继器的性能超过开关损耗。
2021-11-19 quant-ph
Routing and wavelength assignment in quantum key distribution networks: power control heuristics for quantum-classical multiplexing
本文针对量子-经典混合光网络中的路由与波长分配问题，提出结合经典信道功率控制的启发式算法，通过将经典信号功率降至最低功能需求来抑制拉曼散射和四波混频对量子信道的干扰，并在多种场景下验证了算法效率。
2025-09-19 quant-ph
Boosting computational power through spatial multiplexing in quantum reservoir computing
量子水库计算提供了一个框架，利用量子系统的自然动力学作为计算资源。它可以实现实时信号处理，并解决一般的时间机器学习问题，这需要内存和最近的输入流的非线性映射，使用量子动力学在计算优势区域，其中经典模拟的系统是棘手的。一个核磁共振自旋系综系统是一个现实的候选人，这种物理实现，这是目前在实验室。在本文中，考虑到这些现实的实验约束，实现的框架，我们引入了一个计划，我们称之为空间复用技术，有效地提高了平台的计算能力。这种技术利用了不相交动力学，它起源于由共同输入流并行驱动的多个不同的量子系统。因此，与设计单个大型量子系统以增加计算节点的量子比特数量不同，可以从多个但小的量子系统中制备大量量子比特，这在实验室实验中易于操作。我们数值上证明了该技术的有效性，使用几个基准任务，并定量研究其规格，有效性范围和限制的细节。
2018-03-12 quant-ph
Feasibility of quantum key distribution through dense wavelength division multiplexing network
本文研究了在通信波长上采用密集波分复用（DWDM）技术，在同一光纤上实现量子密钥分发（QKD）和经典通信的可行性。研究了基于单光子探测的量子密钥分配和基于零差探测的量子密钥分配中经典信道对量子信道的影响。我们的研究表明，后者可以容忍一个更高的水平的污染，从经典的渠道比前者。这是因为零差探测器中使用的本机振荡器充当了“模式选择器”，可以有效抑制噪声光子。我们进行了仿真的基础上的诱饵BB84量子密钥分配协议和高斯调制相干态（GMCS）量子密钥分配协议。虽然前者甚至不能容忍一个经典信道（功率为0dBm），但后者可以与38个经典信道（每个信道功率为0dBm）复用，并且仍然具有约10 km的安全距离。在100MHz带宽的零差检波器上进行了初步实验。
2010-10-01 quant-ph
Orthogonal Frequency Division Multiplexed Quantum Key Distribution
提出了一种频谱效率高的正交频分复用（OFDM）技术，用于可信节点量子网络核心的量子密钥分发（QKD）。提出了两种主要的方案，并进行了详细的分析，考虑到系统的缺陷，特别是，时间失调的问题。事实证明，虽然多个服务提供商可以共享网络基础设施，使用建议的多路复用技术，没有增益的总密钥生成速率，如果使用传统的全光无源OFDM解码器。为了实现线性增加的关键速率与通道的数量，提出了一种替代的主动设置OFDM解码，它采用了光开关，除了传统的无源电路。我们表明，通过使用我们提出的解码器的带宽利用率大大提高相比，传统的波分复用技术。
2015-11-23 quant-ph
Diversity and Multiplexing in Quantum MIMO Channels
本文将近似量子克隆引入含串扰、损耗和退极化噪声的量子 MIMO 信道，通过传输同一量子态的多副本，给出平均保真度与通信速率间的可实现折中。
2024-08-05 quant-ph
Preparation contextuality powers parity-oblivious multiplexing
在量子理论的非上下文隐变量模型中，隐变量以一种独立于测量如何实现的方式确定每个测量的结果。使用任意操作理论和准备程序的概括这一概念，我们证明了一个特定的两方信息处理任务，“奇偶不经意复用”，是由上下文的意义上，有一个限制，以及任何理论描述的非上下文隐藏变量模型可以执行。这个界限构成了一个被量子理论所违背的“非语境性不等式”。我们报告了一个实验违反这个不平等的量子预测很好的协议。实验结果还首次证明了2比1和3比1量子随机存取码。因此，我们的实验结果也证明了优于经典的性能，这项任务。它们也代表了2比1和3比1量子随机存取码的首次演示。
2009-01-08 quant-ph
High-efficiency single-photon generation via large-scale active time multiplexing
按需产生不可区分的单光子和多光子态是扩大光量子信息和通信应用的关键技术。几十年来，非线性参量光子对源和先驱单光子源一直是量子信息应用的标准光源。然而，在这样的源中产生的光子对的数量的固有不确定性是阻止按需光子对和预示的单光子产生的关键缺点。在这里，我们展示了大规模的时间复用不可区分的预示单光子，采用低损耗的HSPS和可调延迟线。我们观察到66.7%的单光子状态的存在概率收集到一个单模光纤复用40个周期性的时间仓预示单光子。据我们所知，这是迄今为止实现的最高光纤耦合单光子概率。我们的时间复用光子的高不可分辨性（~90%）也得到了证实。我们还通过实验研究了使用不同泵浦功率的HSPS的单光子概率和不需要的多光子贡献的权衡关系。我们的研究结果表明，低损耗，大规模的复用可以实现高效的单光子产生以及高度可扩展的多光子产生从低效的HSPS。我们预测，我们的大规模时间复用将为以前所未有的效率产生> 30个重合光子铺平道路，从而开辟光学量子信息处理的新前沿。
2018-03-13 quant-ph
Fast delivery of heralded atom-photon quantum correlation over 12km fiber through multiplexing enhancement
本研究实验实现了通过多路复用增强在12公里光纤上生成预示型原子-光子量子关联，提升了关联生成速率与存储器退相干速率的比值，为大规模量子中继器网络的实现奠定了基础。
2024-03-21 quant-ph
Spatial multiplexing of squeezed light by coherence diffusion
由于在光束分裂期间的噪声污染，原则上禁止空间分裂非经典光束。提出了一种利用原子热运动实现压缩光空间复用的平台。在抗弛豫涂覆的蒸气室中的单独空间模式的光通道共享由所有通道通过原子的相干扩散共同创建的相同的长寿命原子相干性，这反过来增强了负责光压缩的单个通道的非线性过程。因此，即使激光功率低于压缩光产生的阈值，它也表现为一个光通道中的压缩光传输到其他远距离通道。利用低功率激光$\sim\text{mW}$产生了压缩光束阵列。这种方法在多节点量子网络和量子增强技术（如量子成像和传感）中具有很大的应用前景。
2018-12-20 quant-ph
Photon number resolving detection using time-multiplexing
在许多量子信息技术中，需要能够分辨光子数的探测器。为了在量子信息处理中有用，这样的检测器应该简单、易于使用，并且可扩展以分辨任何数量的光子，因为应用可能需要很大的便携性，例如在量子密码学中。在这里，我们描述了一个时间复用检测器，它使用一对标准的雪崩光电二极管在盖革模式下工作的建设。理论分析和实验测试使用脉冲光源的弱相干光的检测技术。
2003-10-30 quant-ph
Active Temporal Multiplexing of Photons
光子量子比特由于其独特的低噪声特性，构成了颠覆性量子技术的领先平台。光子方法的成本是许多过程的非确定性，包括单光子产生，这是由参数源和光子之间的相互作用引起的。有源时间复用-在时间上重复生成过程并使用光交换网络重新路由到单模-是克服这一挑战的有前途的方法，并且对于大规模应用可能是必不可少的，大大降低了资源复杂性和系统尺寸。要求包括低损耗开关、延迟线、快速光子探测器和前馈系统的精确同步。在这里，我们展示了时间复用的8个'仓'从一个双通预示光子源，并观察到预示和预示光子率的增加。该系统指出了在量子技术中利用时间复用的方法，从单光子源到大规模计算。
2015-08-12 quant-ph
A Quantum von Neumann Architecture for Large-Scale Quantum Computing
随着量子系统的尺寸变得越来越大，需要更复杂的硬件来控制这些系统。为了降低复杂度，我讨论了容错量子计算机所需的并行度以及在不同架构中可以实现的计算速度。要构建大规模量子计算机，可以使用经典计算机架构的架构原理，如多路复用或流水线。在本文中，介绍了量子冯诺依曼架构，该架构使用专用硬件来执行量子计算机的不同任务，如计算或存储。此外，它需要长量子比特相干性和在量子计算机的不同部分之间移动量子信息的能力。作为一个例子，量子冯诺依曼体系结构的捕获离子，它采用了多路复用的存储器区域的大规模量子计算。为了说明这种架构的能力，模型捕获离子量子计算机的基础上量子冯诺依曼架构，量子4004，介绍。它的硬件经过优化以实现简单性，并使用1971年的经典Intel 4004 CPU作为蓝图。Quantum 4004只有一个处理区，采用4个量子位封装。它的量子存储器可以存储多达32768个量子比特离子，单量子比特操作的计算速度为10 $μ$ s，双量子比特操作的计算速度为20 $μ$ s。
2017-11-11 quant-ph
Spatial Multiplexing in a Cavity-Enhanced Quantum Memory
我们提出了一个多路复用的量子中继协议的基础上合奏的激光冷却和捕获的铷原子内的光学环形腔。我们已经证明了在这样的系统中的强集体耦合，并构建了一个基于二维声光偏转器的多路复用装置。在这里，我们展示了这个系统如何使用具有非平凡空间相位分布（自旋波）的集体激发来实现多路复用量子中继器。计算的长距离纠缠产生率表明，这种多路复用的集合体-腔平台是实现长距离量子纠缠和网络化的一条有前途的途径。
2019-03-06 physics.atom-ph quant-ph
End-to-End Fidelity and Rate Analysis for Zero-Added-Loss Multiplexing
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文针对基于光谱岛的零附加损耗复用（ZALM）开展端到端保真度与速率分析，涵盖多类损耗，以解决传统方案的效率-保真度权衡问题。
2026-10-14 quant-ph
Self-testing mutually unbiased bases in higher dimensions with space-division multiplexing optical fiber technology
在设备无关的量子信息方法中，给定任务的实现可以仅从记录的统计数据进行自测试，而无需所采用设备的详细模型。尽管实验要求很高，但它为自然满足相关要求的先进量子技术提供了有吸引力的验证方案。在这项工作中，我们实验研究是否可以采用自测试协议来证明现代空分复用光纤技术构建的新量子设备的正常运行。具体地，我们考虑了M.~法卡斯和J.~ Kaniewski（Phys.~修订版~ A 99，032316），用于对应于维度$d>2$中的互无偏基（MUB）的自测试测量。在我们的方案中，状态准备和测量阶段的实施与新的多芯光纤和相关组件构建的多臂干涉仪。由于该技术实现的干涉仪的光学模式的高度重叠，我们能够达到用于自测试两个四维MUB的实现所需的频率。我们还量化了测量的两个操作量：（i）与Bell违规相关的不兼容性鲁棒性，以及（ii）从结果中提取的随机性。由于MUB位于几个量子信息协议的核心，我们的研究结果对未来依赖于空分复用光纤的量子工程具有实际意义。
2020-06-11 quant-ph
The limits of multiplexing quantum and classical channels: Case study of a 2.5 GHz discrete variable quantum key distribution system
由于仅使用专用于量子信道的光纤的高成本，量子密钥分发的网络集成对于其未来的广泛部署是至关重要的。我们研究了在2.5 GHz重复率下运行简化BB84协议的系统的性能，该系统在原始波长带（短O带）中操作，当与传统波长带（短C带）中的通信信道复用时。我们的系统可以成功地产生密钥在单模光纤长度为95.5公里，并与共同传播的经典信号在8.9 dBm的发射功率。此外，我们讨论了一个理想的系统在相同的条件下的性能，显示的限制是什么可能与离散变量系统在O波段。我们还考虑了一个短的和有损耗的链路与51公里的光纤类似的一个真正的链路在城域网。在这种情况下，我们可以在经典信道中交换发射功率高达16.7 dBm的密钥。
2021-09-06 quant-ph
Frequency-Time Multiplexing for Near-Deterministic Generation of n-Photon Frequency-Bin States
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Photon Queue Inc.（光子队列公司）
本文提出利用频率-时间复用技术，通过光学量子记忆和光纤布拉格光栅反射器阵列，实现近确定性生成n光子频率-bin状态，可高效产生8光子态。
2026-03-03 quant-ph
Orthogonal frequency-division multiplexing for simultaneous gate operations on multiple qubits via a shared control line
Toyota Central R&D Labs., Inc.（丰田中央研究开发研究所）
本文提出一种基于正交频分复用的可扩展微波控制方案，通过单根电缆传输微波实现多个量子比特的同时门操作，提升量子处理器的规模化能力。
2026-02-13 quant-ph
Zero-added-loss entanglement multiplexing using time-bin spectral shearing
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；The University of Maryland（马里兰大学）
本文提出了一种基于时分纠缠和频谱剪切的零附加损耗多路复用源，验证了时分脉冲与频谱剪切的兼容性，扩展了其在量子通信中的应用。
2026-05-03 quant-ph
Measurement-Induced Quantum Synchronization and Multiplexing
本文提出连续测量的量子多体系统在单轨迹层面可发生测量诱导的同步转变，给出了该现象的一般判据，并引入了利用量子叠加的量子多路复用机制。
2024-01-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Enhancement of a silicon waveguide single photon source by temporal multiplexing
单光子的有效产生是构建光子量子技术的关键挑战之一，如量子计算机和长距离量子网络。光子源多路复用-其中成功的对产生是由一个光子的检测预示，其伙伴被路由到单模输出-长期以来一直被认为提供了一个具体的解决方案，随着损耗的减少，输出概率趋于统一。在这里，我们提出了一种基于硅波导和低损耗光纤开关和环路架构的时间复用集成单光子源，它实现了增强的单光子输出概率的$4.5 \pm 0.5$，同时保留$g^{(2)}(0) = 0.01$。
2022-07-06 physics.optics quant-ph
Cryogenic Multiplexing Control Chip for Superconducting Quantum Processor
Tsinghua University（清华大学）；Beijing National Research Center for Information Science and Technology（北京信息科学与技术国家研究中心）；Beijing Innovation Center for Future Chips, Tsinghua University（清华大学未来芯片创新中心）
该研究提出一种低温多路复用控制芯片（MCC），可通过单根微波电缆控制多个超导量子比特，经仿真验证其性能，能减少微波控制线数量，助力大规模超导量子处理器研发。
2026-10-15 quant-ph
Advantages and limitations of channel multiplexing for discrete-variable quantum key distribution
本文理论研究了基于波分复用（WDM）的离散变量量子密钥分发方案，通过优化晶体和泵浦参数，显著提升密钥生成速率，但需优化光子对源以发挥全部潜力。
2025-03-31 quant-ph
Entanglement source and quantum memory analysis for zero added-loss multiplexing
本文深入分析了零附加损耗复用（ZALM）架构中的SPDC源、贝尔态测量与量子存储器加载，推导密度算符以评估预示概率、效率和保真度，并揭示了确保双光子高纯度与忠实存储加载的关键特征。
2024-09-26 quant-ph
Almost indistinguishable single photons via multiplexing cascaded biphotons with cavity modulation and phase compensation
由碱金属原子系综产生的级联双光子是一种很好的纠缠源，可以实现长距离量子通信。利用光纤量子网络中级联光子上跃迁的低损耗通信带宽，可以实现远距离量子信息的传输。同时，这种高度方向性和频率相关的双光子的下跃迁的红外光子可以在四波混频过程中产生，并可以作为集体自旋波存储在本地。在这里，我们从理论上研究了这种双光子的频率纠缠，并提出了两种方法来消除它们在频率空间中的相互关联。第一种方法应用光学腔，通过相位补偿复用多个原子系综将双光子光谱调制成更对称和窄的光谱函数。单光子的纯度达到$0.999$，双光子的纠缠熵$S$降低到$0.006$，比无复用时的纠缠熵小$200$倍。另一种方法采用两个原子系综中的激光场的对称泵浦，这导致当对两个光子使用非歧视检测设备时$S\sim 0.3$的适度减少。极低频纠缠意味着几乎不可分辨的单光子源，这为光子量子模拟和计算提供了潜在的资源。
2022-01-26 quant-ph
