Energy and momentum entanglement in parametric downconversion
我们提出了一个简单的处理的参量下转换现象考虑相干散射的一个泵光子到一个光子对的非线性晶体。所产生的孪生光子的量子态的能量和动量纠缠被看作是时间和光子对在晶体内产生的位置的基本不变性的结果。我们还讨论了系统纠缠的一些后果。
2012-10-20 quant-ph
Telecom-band Multi-Type Spontaneous Parametric Downconversion in Periodically Polarized Nonlinear Materials
自发参量下转换是量子光学实验中的一项重要技术。本文分析和计算了几种典型的周期极化非线性材料中的各种准相位匹配过程。提出了在单片材料中实现多种准相位匹配的一般方法。最后讨论了一种基于Sagnac干涉仪制备多纠缠光子对的新方案。该技术可应用于电信C波段的微小光路，节省成本和空间。
2022-07-11 quant-ph
Generation of Pure-State Single-Photon Wavepackets by Conditional Preparation Based on Spontaneous Parametric Downconversion
我们研究了基于参数下转换的单光子的条件制备，其中从给定对中检测到一个光子预示着共轭模式中存在一个单光子。我们推导出光子对的模式特性的条件，这确保了有条件制备的单光子是量子力学纯的。我们提出了具体的实验技术，产生的光子对非常适合单光子条件准备。
2006-11-02 quant-ph
Observation of ultra-broadband, beamlike parametric downconversion
我们报告自发参量下转换具有异常宽的光谱带宽。共线1型相位匹配配置与简并附近的零群速度色散频率。该光源的光谱宽度为1080 nm，简并波长为1885 nm，它还发射出高通量的光子对，这些光子对被限制在仅为2度半角的锥体内。一个严格的理论方法，证实了实验观察。源的属性是一致的超短光子对相关时间，并为窄带泵，非常高维的光谱纠缠。
2007-01-16 quant-ph
On the relationship between pump chirp and single-photon chirp in spontaneous parametric downconversion
我们研究了自发参量下转换产生的光子对的单光子成分的时周期特性，即时间和光谱的联合特性。特别是我们研究了单光子特性，包括纯度和单光子啁啾，如何依赖于光子对特性，包括信号-空闲光谱和相关性的类型和泵浦啁啾的水平。
2012-06-04 quant-ph
The quantum-classical transition in thermally seeded parametric downconversion
我们解决了从参数下转换得到的一对共轭场模作为一个方便的系统来分析连续变量制度中的量子经典跃迁。我们明确评估强度相关性，负性和纠缠的系统在热状态，并表明，一个层次的非经典阈值自然出现在热和下转换光子数。我们表明，从量子到经典制度的过渡可以通过控制种子的强度和强度测量检测调谐。此外，我们表明，阈值不受损失的影响，这只是修改量的非经典。多模的情况下，也进行了一些详细的分析。
2008-11-19 quant-ph
Correlations in orbital angular momentum of spatially entangled paired photons generated in parametric downconversion
在自发参量下转换中产生的空间纠缠光子对之间的轨道角动量关联是什么？我们表明，这个问题的答案可以在两个可选的，虽然互补的方式。在这封信中提出的答案令人满意地解释了在不同的实验和理论方法中获得的看似矛盾的结果。
2007-11-28 quant-ph
Theory of cavity-enhanced spontaneous parametric downconversion
本文研究了由非线性晶体和反射镜组成的非线性腔中自发参量下转换产生的光子对。我们分析了两种不同的制度：单谐振腔的信号和空闲模式的谐振，和双谐振腔的泵模式也是谐振。我们提出了在这两种情况下的联合频谱振幅的解析表达式，并研究了减少发射带宽的腔系数精细度的增加。我们还研究了腔的存在对光源亮度的增强作用。
2010-06-01 quant-ph
Parametric downconversion with optimized spectral properties in nonlinear photonic crystals
研究了一维非线性光子晶体中自发参量下转换产生的光子对的联合光谱特性。我们表明，可以利用光子晶体的属性来补偿材料色散，并获得光子对，几乎是可分解的，在原则上，对于任意的材料和光谱区域，有限的能力来制造的非线性晶体与所需的周期性变化的折射率的普通和非常波。
2007-10-19 quant-ph
Schmidt modes generated in parametric downconversion
本文给出了自发参量下转换（SPDC）中双光子场的广义Schmidt分解。它特别讨论了径向和方位角自由度的分离，投影在模态分析中的作用，以及共线相位失配的好处。本文是写在一个审查风格，并提出了丰富的数值结果。它旨在通过讨论和关键结果的图形表示来强调数学之外的物理学。
2012-08-01 quant-ph
Conditional measurements on multimode pairwise entangled states from spontaneous parametric downconversion
我们解决了固有的多模性质的量子态的光脉冲自发参量下转换，并开发了一个理论模型，仅基于实验上可访问的数量。我们利用两两纠缠作为条件多模测量的一种资源，并推导出条件态的检测概率和密度矩阵的封闭公式。我们提出了一组实验进行验证我们的模型在不同的条件下，与实验数据非常吻合。最后，我们评估从我们的源获得的条件状态的非高斯性，目的是讨论不同的实验参数对这种类型的条件状态准备的功效的影响。
2010-07-02 quant-ph
Characterizing entanglement in pulsed parametric downconversion using chronocyclic Wigner functions
脉冲参量下转换（PDC）过程产生的光子对具有丰富的光谱-时间结构，在量子信息和通信应用中有着巨大的潜力。在本文中，我们研究了PDC态的四维时周期Wigner函数，这自然地使其本身的脉冲特性，这些状态。从这个函数中，我们得到的条件时间带宽产品的一对光子，数量，这不仅是一个有效的措施之间的纠缠PDC光子，但也允许突出的离散和连续变量的描述PDC之间的显着联系。我们数值分析PDC过程与不同的条件下，以证明我们的方法，这是适用于大量的电流PDC源的通用性。
2013-02-27 quant-ph
Conditional preparation of single photons using parametric downconversion: A recipe for purity
在最近报道的一项实验中[Phys. Rev. 100，133601（2008）]，我们证明了通过群速度匹配的参数下转换，可以在纯量子态中产生预示的单光子，而无需光谱滤波。该技术依赖于可因子化的光子对产生，最初在严格的共线制度理论上发展;聚焦-在任何实验实施中都需要-可以破坏这种因子化。在这里，我们提出的数值模型用于设计我们的单光子源，并尽量减少光谱相关性，在这样的实验考虑。此外，我们表明，我们的模型的结果是在很好的协议与测量上的光子对，并给出了详细的描述，为构建这种类型的源的确切要求。
2008-07-09 quant-ph
Generation of a highly phase sensitive polarization squeezed N-photon state by collinear parametric downconversion and coherent photon subtraction
结果表明，通过从共线II型下转换产生的2n光子分量中减去一个对角偏振光子，可以产生高相位敏感的偏振压缩（2n-1）光子态.这种偏振楔形态具有有趣的性质，其光子数分布在水平和垂直偏振仍然明确定义的相移之间的圆偏振分量高达1/n。因此，海森伯极限的相移被观察为水平和垂直偏振分量之间的单个光子的几乎确定性的转移。
2006-05-23 quant-ph
Generation of spectrally factorable photon pairs via multi-order quasi-phase-matched spontaneous parametric downconversion
在先进的量子信息技术中，量子力学可因子化态的光子对源对于实现高保真的光子-光子量子门操作具有重要意义。在这里，我们实验证明了一种技术，利用多阶准相位匹配（QPM）条件下的自发参量下转换（SPDC）产生光谱可分解的光子对。在我们的方案中，一个非线性光学晶体的空间非线性分布的形状与目前的标准极化技术，和相关的相位匹配函数可以近似为高斯形式。通过相位匹配函数和二阶自相关函数的测量，我们证明了由我们的定制极化晶体产生的电信波段光子对具有> 95%的单光子纯度。
2021-11-22 quant-ph
Broadband indistinguishability from bright parametric downconversion in a semiconductor waveguide
半导体布拉格反射波导（BRW）中的参量下变频（PDC）通常用于电信范围内的光子对产生。与许多传统的PDC源相反，BRW提供了在正交偏振中创建光谱宽带但不可区分的光子对的可能性，所述正交偏振同时包含高频纠缠。我们探讨了同向传播的双光束在第二类脊BRW中产生的特性。我们的PDC源是明亮而高效的，这是其性能的基准，并证明其在量子光子学中的进一步应用是合理的。然后，我们检查的孪生光束的合并，并调查其不可避免的多光子的贡献上观察到的光子聚束的效果。我们的研究结果表明，BRW具有产生宽带不可分辨光子对以及多光子态的巨大潜力。
2015-07-20 quant-ph
Heralded single-photon source utilizing highly nondegenerate, spectrally factorable spontaneous parametric downconversion
我们报告的一个不可区分的预示单光子态的产生，使用高度非简并自发参量下转换（SPDC）。在极化的磷酸钛氧钾（PPKTP）晶体中加入宽带泵浦脉冲和群速度匹配（GVM）条件，可以产生光谱可分解的光子对。预告光子在近红外中，接近现成的Si单光子探测器的峰值探测效率;同时，预告光子在光纤损耗最小的电信L波段中。我们观察到的SPDC源的光谱因子，因此高纯度（90%）的所产生的预示单光子由几种不同的技术。由于该光源还可以实现高的预测效率（> 90%），因此它将适用于时分复用技术，从而实现伪确定性单光子源，这是光学量子信息和通信技术的关键资源。
2016-03-28 quant-ph
Increased pump acceptance bandwidth in spontaneous parametric downconversion process using Bragg reflection waveguides
在本文中，我们表明，通过适当地定制的布拉格反射波导（BRW）模式的色散特性，它是可能的，以实现高效的光子对产生在一个大的泵浦带宽，同时保持窄的信号带宽。提出的结构由具有周期性极化GAN芯的高折射率芯BRW和由$Al_{0.02}Ga_{0.98}N$和$Al_{0.45}Ga_{0.55}N$交替层构成的周期性分层包层组成。这样的光子对发生器应该在实现用于量子信息处理的紧凑和稳定的源中找到应用。
2009-04-11 quant-ph
Tripartite Genuine Non-Gaussian Entanglement in Three-Mode Spontaneous Parametric Downconversion
我们发现，三模自发参量下转换（SPDC）相互作用哈密顿量产生的状态具有三重纠缠的性质不同的其他范式的三模纠缠态的组合产生的双模SPDC相互作用。虽然双模SPDC产生高斯态，其纠缠可以用基于双模量子关联的标准标准来表征，但这些标准未能捕获三模SPDC产生的纠缠。我们使用的标准建立从三模关联函数表明，最近产生的状态类的超导电路实现的三模SPDC理想的三方纠缠，相反，最近在文献中的索赔。这些标准是适合于三重SPDC，但我们表明，他们未能检测到三重纠缠在其他状态，已知拥有它，这说明了存在两个根本不同的概念，三重纠缠在三模连续变量系统。
2020-07-09 quant-ph
Control, measurement and propagation of entanglement in photon pairs generated through type-II parametric downconversion
我们提出了一个研究的色散对第二类，共线自发参量下转换产生的光子对的性质的影响。具体来说，我们考虑到啁啾泵的影响，以及色散传播的光子对。我们提出的联合振幅在光谱和时间域的表达式，以及预示单光子，这充分表征单光子光谱（时间）属性的时周期Wigner函数。一方面，我们表明，泵浦啁啾的预示单光子持续时间方面的不必要的影响可以被抑制的状态设计为可因子化和光谱拉长。另一方面，我们表明，泵浦啁啾构成了一个有效的工具，用于控制的程度的光子对纠缠。我们表明，当频率纠缠的光子对通过色散介质传播时，纠缠可以在联合时间振幅的模和相位之间“迁移”。
2009-04-24 quant-ph
Statistical properties of twin beams generated in spontaneous parametric downconversion
描述了超短强脉冲泵浦下自发参量下转换光子对所形成的光场的光子数统计测量。最终的检测量子效率，噪声以及可能的损失的一个或两个光子从一对考虑。沿着所开发的模型分析了由增强型单光子CCD相机提供的测量数据。联合信号闲频光子数分布的期望最大化算法得到。信号光子数和闲频光子数的协方差等于80%。在我们的情况下，所产生的光子对的统计被确定为泊松。信号场和闲频场的积分强度分布显示出场之间的强相关性。这种分布在某些区域出现负值，清楚地表明了由光子对组成的光的非经典特性。
2003-10-10 quant-ph
Towards practical device-independent quantum key distribution with spontaneous parametric downconversion sources, on-off photodetectors and entanglement swapping
设备无关的量子密钥分发（DIQKD）保证了密钥的无条件安全性，而不需要对所使用的设备的内部工作方式进行假设。它使用贝尔不等式的无漏洞违反来实现。在实践中实现DIQKD的主要挑战是检测漏洞问题，这是固有的光子测试贝尔不等式在有损信道。我们重新审视Curty和Moroder [Phys.Rev.A84，010304（R）（2011）]的提议，使用基于线性光学的纠缠交换中继（ESR）来解决这个问题。我们考虑纠缠源和光电探测器的现实模型;更确切地说，（a）基于具有无限高阶多光子分量和多模光谱结构的脉冲自发参量下转换（SPDC）源的偏振纠缠态，以及（b）具有非单位效率和非零暗计数概率的开关光电探测器。我们表明，基于ESR的计划是强大的对上述缺陷，并使积极的关键率在距离远大于什么是可能的，否则。
2016-01-13 quant-ph
Few-mode squeezing in type-I parametric downconversion by complete group velocity matching
本研究针对频率简并脉冲I型参量下转换光源光谱多模、单模压缩度有限的问题，提出通过泵浦与信号光完全群速度匹配实现少模压缩，在80mm周期极化掺镁铌酸锂晶体中可获得12dB压缩。
2024-08-18 quant-ph
Time-resolved second-order autocorrelation function of parametric downconversion
本文提出利用时间放大技术测量II型参量下转换光束的时间分辨二阶自相关函数，从而直接推断其全局相干度与纠缠模式数，并理论验证了该方法在周期性极化KTP晶体中的适用性及光子聚束效应。
2025-08-13 quant-ph
Third order parametric downconversion: a stimulated approach
我们研究了种子，或刺激，三阶参量下转换的过程，作为我们以前的自发参量下转换（TOSPDC）的工作的扩展。我们提出了一般表达式的光谱和预期的情况下，种子字段或字段重叠的TOSPDC模式中的一个或两个，也允许泵和种子是单色或脉冲的吞吐量。我们提出了一个特定的源设计的数值研究，表明双重叠播种可以导致一个相当大的产生通量相比，单重叠播种。我们还表明，双重叠播种允许受激发射断层扫描重建的三光子TOSPDC联合光谱强度。我们希望我们的工作将指导未来的实验工作的基础上的三阶参数下转换的过程。
2020-02-13 physics.optics quant-ph
Temperature insensitive type II quasi-phasematched spontaneous parametric downconversion
磷酸钛氧钾（KTP）的折射率的温度依赖性，使准相位匹配的II型自发参量下转换（SPDC）与低温度灵敏度。计算表明，在1165 nm附近发射光子的效果最大化，并在整个电信波段产生潜在有用的波长区域。我们证明了实验的效果，观察温度不敏感的简并发射在1326 nm，在电信O波段。这一结果在资源受限环境中纠缠光子源的发展中具有实际应用，我们展示了一个简单的偏振纠缠源作为概念的证明。
2020-12-09 physics.optics quant-ph
Isoenergetic model for optical downconversion and error-specific limits of the parametric approximation
本文提出一种超越标准参数近似的等能量解析模型，考虑了泵浦耗尽与纠缠，确定了参数近似的特定误差极限，并证明其在高斯玻色采样实验中的有效范围。
2025-10-12 quant-ph
Maximizing the Validity of the Gaussian Approximation for the biphoton State from Parametric Downconversion
自发参量下转换（SPDC）在基于光子纠缠的量子应用中有着广泛的应用。光子对产生的效率通常通过$sinc(LΔk/2)$函数来表征，其中$L$是非线性介质的长度，而$Δk$是泵浦场和下转换场之间的相位失配。在理论研究中，相位失配的\textit{sinc}行为经常被近似为高斯函数$\exp{(-αx^2)}$，以便导出SPDC过程的解析表达式。在文献中已经为优化因子$α$选择了不同的值，例如通过比较\textit{sinc}和高斯函数的宽度或下转换光子的动量。因此，不同的$α$值为相同的设置提供了不同的理论预测。因此，有必要对该参数进行知情和独特的选择。在这项工作中，我们提出了一个选择的$α$，最大限度地提高了高斯近似的有效性。此外，我们还讨论了所谓的\textit{super} -高斯和\textit{cosine} -高斯近似作为实际的替代品，提高了预测能力的实验。
2022-12-19 quant-ph
Entangled state quantum cryptography: Eavesdropping on the Ekert protocol
利用自发参量下转换产生的偏振纠缠光子，我们实现了Ekert的量子密码协议。光子的近乎完美的相关性允许双方共享密钥。窃听者的存在是通过测量贝尔不等式不断检查。我们研究了几种可能的窃听策略，包括伪量子非破坏测量。在所有情况下，窃听者的存在是显而易见的。我们讨论一个增加她的可探测性的程序。
1999-12-23 quant-ph
Effects of crystal length on the angular spectrum of spontaneous parametric downconversion photon pairs
我们提出了一个理论和实验分析的横向电场分布和非线性晶体特性的自发参量下转换（SPDC）产生的光子对的属性的联合影响。虽然已知对于足够短的晶体，泵浦电场分布完全决定联合信号-空闲特性，但是对于较长的晶体，非线性晶体特性也起重要作用。在本文中，我们提出了实验测量的角谱（AS）和条件角谱（CAS）的光子对产生的自发参量下转换（SPDC），通过空间分辨光子计数进行。在我们的实验中，我们控制源是否通过泵浦聚焦的程度在短晶体制度中操作，并明确显示AS和CAS测量在这两个制度中的不同。我们的理论提供了这两个政权之间的边界的理解，也预测相应的不同行为。
2013-06-20 physics.optics quant-ph
Direct generation of frequency-bin entangled photons via two-period quasi-phase-matched parametric downconversion
我们报道了一个通过自发参量下转换直接产生频率仓纠缠光子对的简单方案。我们制作的具有两个不同极化周期的非线性光学晶体可以同时满足两个不同的、光谱对称的非简并准相位匹配条件，从而可以直接在两个离散的频率仓模式中产生纠缠。我们产生的光子对表现出高可见度拍频振荡的Hong-Ou-Mandel干涉，这是双模频箱纠缠的特征。此外，我们证明了确定性的纠缠模式转换从频率箱偏振模式，我们的源可以更灵活的各种量子应用。我们的方案可以推广到直接产生高维的频仓纠缠，因此将成为频分复用光量子信息处理的关键技术。
2018-10-04 physics.optics quant-ph
Steady-state tripartite non-Gaussian entanglement and steering in output field from intracavity triple-photon parametric downconversion
本文研究腔耗散下三光子参量下转换输出场的三体非高斯纠缠与导引，推导实验可检测判据，证明输出场可实现稳态纠缠与导引，并展示其在远程生成负 Wigner 函数量子态中的应用。
2025-03-10 quant-ph
Spontaneous parametric downconversion in waveguides: What's loss got to do with it?
我们推导出的频率相关性和出口概率表达式产生的光子通过自发参量下转换（SPDC）的非线性波导中表现出线性散射损耗。这样的损失包括在一个一般的哈密顿形式主义通过连接波导模式与储层模式的唯象耦合哈密顿量，其参数是后来涉及到通常的损耗系数。在SPDC对产生的低概率的限制下，损失的存在要求我们将通常的无损生成对态写成约化密度算符，并且我们发现这个密度算符自然地由双光子、单光子和零光子贡献组成。与双光子贡献相关联的双光子概率密度或联合光谱强度（JSI）不仅由相位匹配项确定，而且由损耗匹配项确定。在这一项内的损失系数的相对大小导致三个质量不同的国家和地区发展委员会联合体制。如果泵浦或产生的光子损失比另一个高得多，则相位匹配平方sinc函数的旁瓣被洗掉。另一方面，如果泵浦和产生的光子损失被适当地平衡，则有损JSI与无损JSI相同。最后，如果所生成的光子损耗是频率相关的，则JSI的形状可以被更严重地改变，潜在地导致所生成的光子与低损耗波导中生成的光子相比频率相关性更低，但是也产生效率更低。
2014-11-10 quant-ph
Ultra-Broadband Coherence-Domain Imaging Using Parametric Downconversion and Superconducting Single-Photon Detectors at 1064 nm
相干域成像系统可以在单光子计数模式下操作，提供低检测器噪声;这反过来又导致对弱光源和弱反射样品的灵敏度增加。我们已经证明，可以获得良好的轴向分辨率的光子计数相干域成像（CDI）系统，使用通过自发参量下转换（SPDC）在啁啾周期性极化的化学计量比钽酸锂（啁啾-PPP 3）结构中产生的光，结合氮化铌超导单光子探测器（SSPD）。通过SPDC产生的光的带宽以及SSPD敏感的带宽可以在从700 nm延伸到1500 nm的波长区域上延伸。这种超宽波段为生物组织成像提供了深度穿透和超高轴向分辨率的近乎理想的组合。在1064 nm附近的可调带宽的SPDC光的产生，通过使用啁啾的PPTORS结构，以前没有实现。为了证明这种技术的有用性，我们已经构建了一个层次结构的样本的图像越来越复杂：一面镜子，一个硝酸纤维素膜，和一个生物样品，包括洋葱皮细胞。
2009-05-04 quant-ph
Efficient quantum memory for heralded single photons generated by cavity-enhanced spontaneous parametric downconversion
我们将自发参量下转换（SPDC）晶体和冷原子系综连接起来，通过偏振编码的单光子量子比特实现了高效的量子存储。具体地说，窄带预示单光子从腔增强SPDC源存储使用冷原子系综，与~70%的存储和检索效率和~10 $μ$ s的存储时间在50%的效率。为了防止存储后的退化，我们还操纵单光子波的轮廓，使恢复的非经典性质的单光子被保存。另一方面，双轨存储用于存储偏振编码的量子比特，存储后飞行量子比特的校正保真度达到~ 97%。这些结果为大规模量子网络铺平了道路。
2020-11-30 physics.atom-ph quant-ph
Diagnosing phase correlations in the joint spectrum of parametric downconversion using multi-photon emission
新的量子光源的发展需要强大而方便的方法来表征其联合光谱特性。测量光子对之间的联合光谱强度忽略了光谱相位中的任何相关性，这可能是降低量子干涉质量的原因。一个完全相敏的表征往往需要显着更多的实验复杂性。在这里，我们调查的灵敏度的频率分辨的双对发射光谱相位相关性，特别是存在一个简单的形式的相关相位，可以产生一个啁啾泵浦激光脉冲。我们观察到干涉条纹的四个光子的一致性，这取决于所有四个光子的频率，与周期取决于它们的相关性的强度。我们还表明，在JSA的相位相关性诱导两个信号光子之间的光谱强度相关性，即使当相应的空闲光子未被检测到，并链接到一个单一的信号光子的纯度这种相关模式。这些效应将有助于评估量子技术的新光子对源，特别是因为与联合光谱强度测量相比，我们几乎不需要额外的复杂性-基本上只是在每个输出端口检测至少两个光子的能力。
2020-07-01 quant-ph
Entangled Excitons via Spontaneous Downconversion
一类中心对称分子支持具有明确定义的准角动量的激子。这些分子的共面排列可以被设计成使得量子切割产生一对具有最大纠缠的角动量的激子。贝尔态成分随后可以沿着分子链以相反的方向作为弹道波包传播。这是一个直接的激子模拟的纠缠偏振态产生的自发参数下转换的光。在光学环境中，产生贝尔态的能力应该能够实现基于非局域激子量子相关的基础实验和技术。结合量子电动力学理论和数值模拟，阐明了这一思想。
2019-10-18 quant-ph
Engineering walk-off-induced orbital angular momentum spectrum in spontaneous parametric downconversion
University of Rochester（罗切斯特大学）；The Institute of Optics, University of Rochester（罗切斯特大学光学研究所）；University of Ottawa（渥太华大学）
本文研究了自发参量下转换中泵浦行走偏移对轨道角动量守恒的影响，推导了总轨道角动量分布与泵浦行走偏移角的标度关系，提出了利用空间行走偏移工程化量子态的方法。
2026-03-19 physics.optics quant-ph
Security Aspects of Practical Quantum Cryptography
量子比特在密码学中的使用为安全的密码量子密钥分发方案带来了希望。不幸的是，实现的方案可能是完全不安全的。我们提供了一个彻底的调查实际的量子密钥分发的安全问题，考虑到信道损耗，一个现实的检测过程，和修改的“量子比特”从发送方发送到接收方。我们首先表明，即使量子密钥分发完美的量子比特不能实现在长距离时，固定的信道损耗和固定的暗计数错误考虑。然后，我们表明，现有的实验方案（基于“弱脉冲”）通常是完全不安全的。最后，我们表明，参数下变频提供了增强的性能相比，其弱相干脉冲对应。
1999-11-12 quant-ph
Characterising and Tailoring Spatial Correlations in Multi-Mode Parametric Downconversion
该研究形式化纳入产生与测量系统的 JTMA 描述，并提出基于 $2Dπ$ 相位阶跃扫描的高效重建方法，以定制高维纠缠态并优化预示效率。
2021-10-07 quant-ph
Broadband Parametric Downconversion as a Discrete-Continuum Fano Interaction
我们引入了一个基于Fano的离散-连续相互作用理论的理论框架来分析非线性量子纳米光子学中少泵浦光子机制下宽带参量下转换（PDC）的量子动力学。将这种统一的分析方法应用于一维$χ^{(2)}$-非线性波导，我们发现了由于离散泵浦态与信号连续谱的耦合而产生的许多显著的动力学特征，从单位效率（即，当耦合是耗散的时，下变频转换为完全下变频转换，当耦合是色散的时，下变频转换为具有次指数衰减的类拉比振荡。该理论提供了一种简单的方法来分析计算PDC动力学的完整表征，包括完整的本征系统的连续哈密顿量和信号双光子关联函数的表达式。我们还应用该理论研究了一对线性耦合的$χ^{(2)}$波导，其中两个离散的泵浦状态同时下变频成共模信号连续，导致Fano干扰，严重影响PDC速率。在适当的条件下，该理论预测的特征Fano线型，甚至完全相消干涉导致PDC的全面抑制，由于在连续的束缚泵态的形成。进一步推广，我们表明，该框架也可以适用于高阶参数过程，如参数三光子产生，我们还发现了数值签名，Fano型相互作用发生，即使在更强的泵浦下的多光子PDC。我们的研究结果建立宽带PDC作为又一个物理系统自然表现出Fano型相互作用，并提出了一个理论框架，以了解强非线性宽带量子光学的复杂量子动力学。
2020-09-03 physics.optics quant-ph
Efficient optical quantum state engineering
我们讨论了一种利用重复自发参量下转换产生多光子态的新方法。具体来说，通过多次尝试下转换，我们可以伪确定性地将光子添加到模式中，产生各种多光子状态。我们讨论了预期的性能和实验的局限性。
2009-07-10 quant-ph
Full-mode Characterisation of Correlated Photon Pairs Generated in Spontaneous Downconversion
自发参量下转换是量子光子学实验室中产生纠缠光子对的主要来源。根据实验设计，所产生的光子对可以在频谱、偏振、位置-动量和空间模式中相关。对空间模相关性的研究目前仅限于极坐标方位角的研究，对Walsh模径向态的研究也很少。在这里，我们研究的全模相关，在拉盖尔-高斯的基础上，在I型晶体中产生的光子对之间。此外，我们还研究了具有不同空间模式的结构泵浦光对双光子空间关联的影响。最后，我们利用投影到任意空间模式叠加的能力，在16维子空间中实现了双光子态的全量子层析成像。
2021-03-15 quant-ph
Observation of Three-Photon Spontaneous Parametric Downconversion in a Superconducting Parametric Cavity
自发参量下转换（SPDC）是几十年来探索量子现象及其应用的关键技术。例如，将高能量泵浦光子分裂成两个较低能量光子的传统SPDC是产生纠缠光子对的常见方式。自SPDC的早期实现以来，研究人员一直在考虑将其推广到更高阶，例如，产生纠缠光子三联体。然而，通过单个SPDC过程直接产生光子三重态仍然是难以捉摸的。在这里，使用磁通泵超导参量腔，我们演示了直接三光子SPDC，与光子三重态产生在一个单一的腔模式或分裂之间的多个模式。在强泵浦的情况下，状态可以非常明亮，通量密度超过60光子/s/Hz。观测到的态是强非高斯的，这对潜在的应用具有重要意义。在单模的情况下，我们观察到一个三角形的星形分布的正交电压，长期预测的“星状态”的指示。观察到的恒星状态显示出很强的三阶相关性，正如预期的立方哈密顿量产生的状态。通过在多个模式的和频处泵浦，我们观察到多个模式之间的强三体相关性，引人注目的是，在没有二阶相关性的情况下。我们进一步分析了三阶相关下的模式变换的辛对称群，显示所观察到的变换属性服务于“指纹”的特定的立方哈密顿量，产生它们。观察到的非高斯，三阶相关代表了量子光学的重要一步，并可能对微波场量子通信以及连续变量量子计算产生强烈影响。
2019-07-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Dispersion and fidelity in quantum interferometry
考虑了马赫-曾德尔干涉仪和洪欧-曼德尔干涉仪，研究了干涉仪内部色散对相位测量灵敏度的影响。我们详细研究了一些不同的单光子和双光子输入状态，包括Fock，双Fock，N 00 N状态，和光子对参数下转换。假设在干涉仪的一个臂中存在相移$ϕ_0$，我们计算作为$ϕ_0$的函数的测量结果的概率，然后计算$ϕ_0$和测量之间的Shannon互信息。这提供了一种定量比较各种输入状态的效用的手段，用于确定存在色散时的相位。此外，我们考虑了一个简化的参数下转换模型，其概率可以显式地计算分析，并作为一个限制的情况下，更现实的下转换模型。
2008-10-24 quant-ph
Quantum and Classical Noise in Practical Quantum Cryptography Systems based on polarization-entangled photons
量子密码密钥分发（QCKD）实验最近已经报道使用偏振纠缠光子。然而，在任何实际实现中，量子系统都会遭受与环境和量子测量系统的不必要或诱导的相互作用，表现为量子噪声，最终表现为统计噪声。在本文中，我们研究如何理想的偏振纠缠在自发参量下转换（SPDC）遭受量子噪声在其实际实现作为一个安全的量子系统，产生错误的传输比特序列。由于所有基于SPDC的QCKD方案都依赖于对重合的测量来断言双方之间的比特传输，因此我们将整体量子和统计噪声捆绑在一个穷举模型中来计算偶然重合。该模型预测的量子比特错误率和筛选的关键，并允许不同的安全标准之间的比较迄今提出的QCKD协议，从而在不同的系统的性能和优势的客观评估。
2003-01-08 quant-ph
Experimental Bounds on Classical Random Field Theories
量子力学的替代理论激发了我们对最小物理系统的理解和描述的重要基础测试。在这里，使用自发参量下转换作为一个预示着单光子源，我们把实验限制一类替代理论，经典的场论，导致功率依赖的归一化关联函数。此外，我们比较我们的结果与我们的自发参量下转换源的强度超过一个数量级的标准量子力学解释。我们的数据符合量子力学的预期，并没有显示出统计上显着的依赖于功率，限制量子力学的替代品，需要依赖于功率的自相关函数。
2014-11-18 quant-ph
Entanglement, coherence, and redistribution of quantum resources in double spontaneous downconversion processes
研究了由两个共享一个闲频的自发参量下转换过程产生的双压缩三重高斯态的性质。我们给出了一个完整的描述的所有分区的量子相关性，以及真正的多体纠缠，获得大多数感兴趣的数量的解析表达式。我们发现，除了直接压缩的模之间的二分纠缠外，该态还包含真正的三分纠缠。我们还研究了共闲频模中光子的零差探测效应，并分析了剩余两个信号模的最终约化态。我们发现，这种测量导致两个信号模式的相干性转换为纠缠，这种现象可以被视为模式之间的量子资源的重新分配。讨论了这些结果在量子光学和电路量子电动力学平台中的应用。
2017-06-21 quant-ph
On-chip high-order parametric downconversion in the excitonic Mott insulator Nb$_3$Cl$_8$ for programmable multiphoton entangled states
利用 Nb$_3$Cl$_8$ 的高阶非线性效应，实现高阶多光子纠缠态的可编程生成。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Multi-qubit production in spontaneous parametric down conversion
我们提出了一种新颖而简单的方法，通过自发参量下转换产生多个纠缠光子对。我们已经开发了高斯掩模细分泵浦光束通过非线性介质之前。通过这种方式，我们能够观察到同时分离的具有空间重叠的下转换发射锥。我们采用的技术可以用来大大增加纠缠光子系统的自发参量下转换产生的维数，提供更大的可扩展性，光学量子计算比以前探索。
2021-05-11 quant-ph
Amplification of cascaded downconversion by reusing photons with a switchable cavity
针对级联自发参量下转换效率低的问题，本文提出用快速开关和延迟回路复用未转换光子，并通过理论模型与原理验证实验证明其可提高三光子探测率。
2023-06-05 quant-ph
Exploring six modes of an optical parametric oscillator
我们测量了光参量振荡器产生的电磁场的六种模式的完整量子态。研究了三重谐振腔中受激参量下转换产生的强泵浦场、信号场和闲频场的边带。我们开发了一个理论模型，成功地解释了实验结果。该模型考虑了场模式耦合到非线性晶体的声子浴，清楚地显示了不同的物理效应在塑造六个光学模式之间的量子关联结构中的作用。
2018-02-20 quant-ph
Quantum Light from a Whispering Gallery Mode Disk Resonator
光学参量下转换已被证明是一种有价值的非经典光源。该过程是固有的能够产生双光束的相关性，以及单独的强度压缩的任一参量光束，当泵浦远高于阈值。在这里，我们提出了第一次直接观察到的强度压缩的每一个单独的参量光束在参量下转换通过使用一个高品质的回音壁模式盘谐振器的-1.2 dB。此外，我们观察到双光束的量子相关的-2.7分贝与此腔。这样的谐振器具有强的光学限制，并提供可调谐耦合到外部光场。这项工作证实了晶体回音壁模式谐振器在量子和非线性光学，特别是量子光产生中的潜力。这种设备的简单性使得量子光在各个领域的应用变得非常可行。
2010-10-27 physics.optics quant-ph
Quantum cryptography using photon source based on postselection from entangled two-photon states
提出了一种基于参量频率下转换纠缠光子对后选择的光子源。它的能力，提供良好的近似单光子状态检查。讨论了该源在量子密钥分发量子密码学中的应用。与目前使用的其他来源相比，该来源的优点得到澄清。展望了光子源的发展前景。
2001-07-17 quant-ph
