A wavelength-tunable fiber-coupled source of narrowband entangled photons
我们展示了一个波长可调的，光纤耦合的偏振纠缠光子源，具有极高的光谱亮度和纠缠质量。使用25 mm PPKTP晶体内的偏振Sagnac干涉仪，我们检测到的光谱亮度为273000对/（s mW nm），一个因素的28比以前可比的来源，而状态断层扫描显示的双光子状态有一个纠结的T=0.987。这种改进是通过使用长晶体、仔细选择聚焦参数和单模光纤耦合实现的。我们证明，由于特定的几何形状的设置，信号和空闲波长可以在很宽的范围内调谐而不会损失纠缠。
2007-11-05 quant-ph
A single-crystal source of path-polarization entangled photons at non-degenerate wavelengths
我们展示了一个明亮、窄带、紧凑、准相位匹配的单晶光源，耦合到单模光纤后，在810 nm和1550 nm处产生最大速率为3 Mcounts/（s THz mW）的路径偏振纠缠光子对，双光子干涉可见度超过90%。虽然该源已经可以用于实现量子通信协议，如量子密钥分发，但这项工作也有助于窄带应用，如从光子到原子量子比特的纠缠转移，或来自独立源的光子纠缠。
2008-06-17 quant-ph
Silicon-Nitride Platform for Narrowband Entangled Photon Generation
CMOS兼容的光子芯片由于其可扩展性、鲁棒性和与电子器件的集成而非常适合于现实世界的量子光学器件。尽管使用硅纳米结构取得了令人印象深刻的进展，但在减少其线性和非线性损失以及创建与量子存储器接口所需的窄带光子方面仍然存在挑战。在这里，我们展示了氮化硅（Si 3 N4）平台的潜力，实现了一个超紧凑，明亮，纠缠光子对源与可选的光子带宽下降到30 MHz，这是前所未有的集成源。利用Si 3 N4的适度热膨胀，芯片的简单温度控制可以实现精确的波长稳定性和可调谐性，而无需主动控制。单模光子对在1550 nm处产生的速率超过107 s-1与mW的泵浦功率，并用于产生时间仓纠缠。此外，Si 3 N4允许从可见光到中红外的操作，这使得它非常有希望用于广泛的集成量子光子学应用。
2015-08-18 physics.optics quant-ph
Temporal Quantum-State Tomography of Narrowband Biphotons
我们描述和演示了一种用于测量窄带双光子的复杂时间波形的量子态层析成像。通过六组投影在不同偏振子空间的双光子干涉测量，我们可以构造出连续变量时域中的时频纠缠双光子联合振幅和相位函数。我们首次将该技术应用于冷原子中自发四波混频产生的窄带双光子的时间量子态的实验测量，并充分证实了理论预言。
2014-09-19 quant-ph
Distributed Entanglement Distribution Using Multiple Entanglement Sources in WDM-based Quantum Optical Networks
Indian Institute of Technology (IIT) Delhi（印度理工学院德里分校）
研究基于WDM的量子光网络中多纠缠源的分布式纠缠分发，采用多跳无中继网状网络架构，利用单光子和双光子纠缠分发的混合方法，实验表征自制EPPS并模拟，发现该方法在EPPS放置上更灵活，能更好利用纠缠资源并接受更高需求。
2026-07-23 cs.ET cs.NI quant-ph
Experimental Quantum Teleportation and Multi-Photon Entanglement via Interfering Narrowband Photon Sources
在这封信中，我们报道了一种通过干涉窄带光子源实现无同步量子隐形传态和窄带三光子纠缠的方法。由于所用的单光子和纠缠光子对都是完全自主的，因此它消除了使用脉冲自发参量下转换源的长距离量子通信中对高要求同步技术的要求。实现的三光子纠缠的频率线宽为几MHz量级，符合基于原子系综的量子存储器的要求。这样的窄带多光子源在一些先进的量子通信协议和线性光量子计算中具有应用前景。
2009-09-06 quant-ph
Coincidence Rates for Photon Pairs in WDM Environment
我们证明了波长选择开关可以提供潜在的基于纠缠对源的多用户量子密钥分发网络的带宽供应的灵活性。我们推导出了光子对的符合探测率与开关带宽特性之间的解析表达式。实验测量的符合率验证了理论在三个不同的网络配置。
2011-01-14 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Narrowband Biphotons with Polarization-Frequency Coupled Hyperentanglement
本文研究了冷原子中自发四波混频产生的偏振-频率耦合超纠缠窄带双光子。偏振与频率的耦合是通过移频器和线性光学实现的。当偏振-频率自由度解耦时，通过偏振量子态层析和双光子时间量子拍频证实了产生偏振和频率Bell态的鲁棒性。利用偏振-频率耦合将偏振相位延迟转移到纠缠频率模上，产生了一个基模之间相位差可调的频率Bell态。
2014-12-12 quant-ph
Entangled photon pair excitation and time-frequency-filtered multidimensional photon correlation spectroscopy as a probe for dissipative exciton kinetics
Center for Free-Electron Laser Science CFEL, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（自由电子激光科学中心，德国电子同步加速器）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
本文提出结合纠缠光子增强的窄带双激子激发与时间-频率过滤的双光子同时计数，用于研究多激子动力学，通过非经典关联制备窄带双激子分布并抑制弛豫。
2026-07-16 quant-ph
Frequency-multiplexed storage and distribution of narrowband telecom photon pairs over a 10-km fiber link with long-term system stability
远距离传输量子态的能力是量子互联网的基本要求，并且依赖于量子中继器。量子中继器涉及以高速率发射和传递光子纠缠态的纠缠光子源和可以暂时存储量子态的量子存储器。提高量子中继器的纠缠分发速率是至关重要的，而复用有望成为突破口。然而，有限的研究存在多路复用光子源和它们的耦合与多路复用量子存储器。在这里，我们演示了存储的频率复用的双光子源在电信波长在量子存储器中接受可见光波长通过波长转换后，10公里的分布。为了实现这一点，量子系统通过波长转换与频率稳定系统和降噪系统连接。系统稳定运行42 h以上。因此，它可以应用于包括需要长期系统稳定性的各种物理系统的量子中继器系统。
2023-03-03 quant-ph
Efficient and spectrally bright source of polarization-entangled photons
我们证明了一个有效的光纤耦合源的非简并偏振纠缠光子在795和1609 nm使用双向泵浦参量下转换在批量周期性极化的锂离子电池。单模源具有50 GHz的推断带宽和300对/s/GHz/mW的泵浦功率的光谱亮度，其适合于窄带应用，例如从光子到原子量子比特的纠缠转移。
2004-09-24 quant-ph
Generation of pulsed polarization entangled photon pair via a space cascaded two-crystal geometry
在空间级联双晶体结构中，利用自发参量下转换过程中的I型相位匹配，实现了脉冲偏振纠缠光子对的产生。晶体的光轴以这样的方式对准，即水平偏振光子对从上晶体产生，垂直偏振光子对从下晶体产生。这两个过程是同时进行的，但在空间上是可分离的。我们利用单模光纤擦除这两个过程之间的空间信息，得到高纠缠度的偏振光子对。该光子对在没有窄带滤波和时间补偿的情况下，对偏振变量表现出超过86%的高可见度量子干涉。
2002-09-04 quant-ph
Heralded generation of single photons entangled in multiple temporal modes with controllable waveforms
时间仓纠缠单光子是长距离量子通信中的一个迫切需求。我们提出了一个可调谐窄带单光子纠缠在分离良好的多个时间模式（时间仓）可控幅度的预示源。通过弱写入脉冲的拉曼散射在冷原子系综中产生的单个斯托克斯光子的检测预示着存储在原子介质内的一个自旋激发的准备。读取激光脉冲的训练确定性地将原子激发转换成在多时间仓中离域的单个反斯托克斯光子。仓的波形由读取脉冲参数很好地控制。提出了一种测量所有时间点相位相干性的方法。
2014-11-16 quant-ph
Bell inequality of frequency-bin entangled photon pairs with time-resolved detection
量子纠缠是量子力学最吸引人的特征之一，它描述了量子多方系统的不可分离性。违反贝尔不等式，以排除局域隐变量理论的可能性，通常被用作量子纠缠的有力证据。在以往的基于双光子符合测量的光子纠缠Bell实验中，光子时间波包被探测器完全吸收。也就是说，光子相干时间比探测时间窗口短得多。在这里，我们演示了频率仓纠缠窄带双光子的产生，并首次测试了Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）贝尔不等式|S| <= 2的非局域时间相关与时间分辨检测。我们获得了违反CHSH不等式的最大|S|值2.52+/-0.48。我们的结果将在涉及时频纠缠的量子信息处理中有应用。
2016-10-12 quant-ph
Stimulated Raman Spectroscopy with Entangled Light; Enhanced Resolution and Pathway Selection
我们提出了一种新的飞秒受激拉曼光谱（FSRS）技术，结合纠缠光子干涉检测选择的物质路径，提高分辨率。在光化泵的光激发之后，测量使用一对宽带纠缠光子，其中一个（信号）与分子相互作用，第三个窄带脉冲引起拉曼过程。另一个（闲频）光子为符合测量提供参考。这种干涉光子符合计数检测允许分别测量拉曼增益和损耗信号，这对于传统的探针传输检测是不可能的。纠缠光子还提供了独特的时间和光谱检测窗口，与光的经典和相关解纠缠态相比，其可以更好地解析快速激发态动力学。
2014-07-12 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Wavelength-Multiplexed Quantum Networks with Ultrafast Frequency Combs
高度纠缠的量子网络簇态是量子计算\cite{Nielsen2006,Lloyd2012}最新方法的核心。然而，用于构建光量子网络的当前方法一次一个节点地\cite{Furusawa2008,Furusawa2009,Peng2012}这样做，这缺乏可扩展性。在这里，我们展示了\emph{single-step}制造的多模量子网络的参数下转换的飞秒频率梳。超快脉冲整形\cite{weiner2000}被用来表征梳状结构的光谱纠缠\cite{vanLoock2003}。10个光谱区域之间的511个可能的二分区中的每一个被示出为纠缠的;此外，本征模分解揭示了8个独立的量子信道\cite{Braunstein2005}（qumodes）被包含在梳内。这种纠缠通过利用频率纠缠来提高量子信道容量，将经典的波分复用（WDM）概念引入到量子域。量子频率梳易于寻址，相对于退相干是鲁棒的，并且是可扩展的，这使得它成为量子信息的独特工具。
2013-07-04 quant-ph
Theory of Two-Photon Interactions with Broadband Down-Converted Light and Entangled Photons
当双光子相互作用由带宽超过泵浦带宽的下转换光引起时，它们可以获得时间上类似脉冲但光谱窄的行为。在低光子通量下，这种行为反映了下转换光子之间的时间和能量纠缠。然而，诸如双光子吸收（TPA）和和频产生（SFG）的双光子相互作用即使在高功率水平下也可以表现出这样的行为，只要最终状态（即TPA中的原子能级，或SFG中产生的光）足够窄。这种行为不依赖于光的压缩特性，对线性损耗不敏感，并且具有潜在的应用。在本文中，我们分析描述这种行为的行波下转换连续或脉冲泵浦，无论是高功率和低功率制度。为此，我们推导出一个量子力学表达式的下转换幅度产生的任意泵，并制定运营商，代表各种双光子相互作用引起的宽带光。该模型与具有高功率下转换光和纠缠光子的TPA和SFG的实验结果非常一致[Dayan等人，物理修订信函93，023005（2004），Dayan等人，物理修订信函94，043602，（2005），Pe'er等人，物理修订版信函94，073601（2005）]。
2007-04-22 quant-ph
Designing Noise-Robust Quantum Networks Coexisting in the Classical Fiber Infrastructure
本研究探讨量子与经典通信在共享光纤中的共存，通过实验表征多通道纠缠光子对与C波段经典信号的共存性能，分析拉曼噪声与波长优化，为未来量子网络扩展提供关键见解。
2023-04-20 quant-ph
Spectrally engineered collinear type-0 SPDC source with enhanced spectral brightness for entanglement distribution
Ageny for Defense Development（国防开发局）
通过光谱工程和超窄带泵浦，在30 mm ppKTP晶体中实现0型SPDC，产生窄带光子对，检测光谱亮度达0.507 MHz/mW/nm，并集成到Sagnac干涉仪中实现2.56 km自由空间纠缠分布。
2026-06-24 quant-ph
Frequency-Bin Entanglement of Ultra-Narrow Band Non-Degenerate Photon Pairs
我们证明了腔增强自发参量下转换产生的超窄带光子之间的频率仓纠缠。我们的源在广泛的非简并离散频率模式中产生光子对，其中一个光子与基于掺杂镨的晶体的量子存储材料共振，另一个光子在电信波长处。频率模式之间的相关性进行了分析，使用相位调制器和窄带滤波器检测前。我们展示了高可见度的频率模式之间的双光子干涉，使我们能够推断出模式的相干叠加。我们开发了一个模型描述的状态，我们创建和使用它来估计最佳的测量，以实现违反Clauser-Horne（CH）贝尔不等式在现实的假设。在这些条件下，我们进行了Bell检验，发现了CH不等式的显著违反，从而证明了光子的纠缠。最后，我们证明了与量子存储材料的兼容性，通过使用光谱孔在掺镨（Pr）晶体作为光谱滤波器测量高可见度的双光子干涉。这证明了将频率仓纠缠光子对与基于Pr的固态量子存储器相结合的可行性。
2017-07-10 quant-ph
Direct generation of time-energy-entangled W triphotons in atomic vapor
本文首次通过自发六波混频在原子蒸气中直接产生高速率的时间-能量纠缠W类三光子，为可靠的真三光子源及多光子纠缠研究铺平道路。
2024-04-30 physics.optics quant-ph
Off-resonant emission of photon pairs in nonlinear optical cavities
腔辅助自发参量下转换（SPDC）和非线性光学材料中的自发四波混频（SFWM）是产生窄带时间能量纠缠光子对的实用而通用的方法。具有定制的光谱-时间特性的时间-能量纠缠光子对于高效的量子光学接口特别有用。在这项工作中，我们研究了产生的光子对在腔辅助的SPDC和SFWM的一般情况下的非共振转换，即，当所产生的光子的频率不匹配的腔共振。这种频率失配特别取决于温度，并且在实验中需要额外的控制。首先，我们提出了一个通用的模型，用于描述腔辅助的SPDC和SFWM。结果表明，在这两个过程中，失配降低了光子的产生率，扭曲了产生的光场的光谱和自关联函数，以及影响光子产生动力学。其次，我们使用非线性回音壁模式谐振器（WGMR）作为实验平台，通过控制频率失配，利用光子对的参量产生来验证实验结果。我们的工作揭示了频率失配在光子产生过程中的作用，并给出了一种控制它的方法，所获得的结果在完全控制纠缠光子对的光谱-时间特性和产生具有定制时间模式的单光子脉冲的方向上又迈出了一步。
2018-05-22 quant-ph
Towards continuous-wave regime teleportation for light matter quantum relay stations
我们报道了一个隐形传态实验，涉及窄带纠缠光子在1560 nm和量子比特光子在795 nm的微弱激光脉冲模拟。非线性差频产生级将795 nm光子转换为1560 nm，以便能够与成对光子中的一个光子干涉，即，在相同的波长下。所有涉及的光子的光谱带宽约为25 MHz，这接近于发射量子存储器设备的发射带宽，特别是基于冷原子和稀土离子的合奏的那些。这开辟了实现混合量子节点的途径，即，结合量子存储器和基于纠缠的量子中继器，利用同步（脉冲）或异步（连续波）方案。
2014-12-24 quant-ph
Modal, Spectral, and Polarization Entanglement in Guided-Wave Parametric Down-Conversion
我们研究的模式，光谱和偏振纠缠的光子对产生的非线性，周期性极化，双模波导（1-D平面或2-D圆形）通过非简并自发参量下转换的属性。任何可能的自由度--模式数、频率或偏振--都可以用来区分下转换的光子，而其他的则作为纠缠的属性。根据下转换光子的模数来区分它们，使我们能够有效地产生窄带或宽带的光谱或偏振纠缠。另一方面，当产生的光子在0型过程中的频率区分，模式纠缠原来是一个有效的替代偏振纠缠。此外，第二类下转换中的模式纠缠可以用来产生频率和偏振的双重纠缠态。
2010-07-19 quant-ph
Color-Tunable Mixed-Cation Perovskite Single Photon Emitters
用于高速率量子密钥分发的诸如波分复用（WDM）的量子光子学技术需要窄带的、光谱可调谐的单光子发射器。依赖于对外延量子点施加大的机械应变或对2D金属二硫属化物中的色心施加电场和磁场的物理方法提供有限的光谱可调谐性。在这里，我们采用化学方法来合成一系列胶体混合阳离子钙钛矿量子点（$\text{Cs}_{1-x}\text{FA}_{x}\text{PbBr}_3$），其在室温下显示出高度光稳定的，成分可调的单光子发射-在可见波长光谱范围内跨越超过30 nm。我们发现，剪裁的化学计量的有机甲脒（FA）阳离子在全无机铯铅溴化（$\text{CsPbBr}_3$）钙钛矿量子点的电子能带结构失谐，同时保持其优良的单光子发射特性。我们认为，这项工作中研究的混合阳离子钙钛矿量子点为实现颜色可调的单光子发射器提供了一个新的平台，可以很容易地集成在各种量子光子器件中。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.optics
On the Relationship Between Antibunching and Entanglement in Resonance Fluorescence
Humboldt Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
研究通过实验从单个被捕获原子的抗 bunching 荧光中提取出纠缠光子对，验证了抗 bunching 与光子纠缠之间的直接联系，统一了非经典光的两个典型特征。
2026-04-07 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
