当光子撞击平衡分束器时,会获得单光子最大纠缠态。其非局部性质在量子光学和基础界引起了激烈的争论。然而,很明显,仅由无源光学元件制成的标准贝尔测试无法揭示这种状态的非局部性。我们表明,单光子纠缠态的非局部性仍然可以在仅由分束器和光电探测器组成的量子网络中揭示。在我们的协议中,三个单光子纠缠态分布在一个三角形网络中,在光子路径中引入了不确定性,并创建了非局部相关性,而无需进行测量选择。我们讨论了一个具体的实验实现,并提供了我们的协议对标准噪声源耐受性的数值证据。我们的结果表明,单光子纠缠可能是一种有希望的解决方案,可以生成真正的网络非局部相关性,可用于基于贝尔的量子信息协议。
量子互联网连接远程量子处理器,这些处理器需要通过光子通道进行长距离交互和交换量子信号。然而,这些量子节点的工作波长范围并不适合长距离传输。因此,量子波长转换为电信波段对于基于光纤的长距离量子网络至关重要。在这里,我们提出了使用连续变量量子隐形传态的单光子偏振量子比特波长转换器,它可以有效地在近红外(适合与原子量子节点交互的 780/795 nm)和电信波长(适合长距离传输的 1300-1500 nm)之间转换量子比特。隐形传态使用纠缠光子场(即非简并双模压缩态),可以通过铷原子气体中的四波混合产生,使用原子跃迁的菱形配置。纠缠场可以以两个正交偏振态发射,相对相位锁定,特别适合与单光子偏振量子比特接口。我们的工作可能为实现长距离量子网络铺平道路。
- 室温下盖革模式单光子计数雪崩光电二极管 (SPAD) - 改进的 InGaAs SPAD (GHz – 高 QE) - 单光子计数特性和鉴定 - 电信波长
中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室上海分部和现代物理系 https://orcid.org/0000-0002-6100-5142
我们基于时间分辨的光致发光光谱证明了实验结果,以确定INGAAS量子点(QDS)的振荡器强度和内部量子效率(IQE)。使用减少应变层,这些QD可用于制造电信O波段中发出的单光子源。通过确定在QD位置的光密度在QD的位置的变化下,在QD的位置确定辐射和非辐射衰减速率,以评估振荡器的强度和IQE。为此,我们对QD样品进行测量,以实现由受控的湿化学蚀刻过程实现的封顶层的不同厚度。从辐射和非辐射衰减速率的数字建模依赖于上限层厚度,我们确定长波长Ingaas QD的振荡器强度为24.6 6 3.2,高IQE(85 6 10)的高IQE(85 6 10)。
观察捕获离子的振荡是最先进的量子1和基本2物理实验的必不可少的技术。裸露振荡频率的估计用于提供剩余能量的精确值3原子的估计中微子质量的关键作用。4在精确光谱实验5中还研究了振荡频率的差异,以测量基本颗粒的旋转磁因子,这与QED的测试相关,6,并在物质和反物质之间寻找不对称性。7笔陷阱中的常规方法是检测陷阱电极上离子图像电荷引起的电流。2正在探索新方法,以使用第二离子对运动敏感更高敏感性进行精确测量。8附加离子应具有有利的电子结构,以通过量子逻辑光谱法制备和读取互动的离子特性。9量子逻辑方案需要几个控制的激光脉冲来操纵辅助离子。该离子是通过激光冷却制备的,然后通过使用狭窄的过渡来解决链的运动边带来审问。过去已经探索了依赖散射光的分析的边带光谱进行运动检测的替代技术。10–14这些技术基于
光子是理想的信息载体,因为它们之间的超快传输速度和最小的相互作用。光子携带的信息按频率,振幅和相位调制编码为波。通过右圆极化分类的光学手性提供了额外的编码能力。1特别是将光的手性与单光子发射结合起来,为量子光学的研究创造了新的最前沿。单光子源为在单Quanta级别操纵光与互动的网关打开了网关。量子状态的叠加和纠缠特性的研究增强了安全的通信和量子计算。从这个角度来看,我们重点介绍了手性光生成器的最新进展,并讨论了将手性单光子用于未来应用的可能性。
量子信息利用独立和纠缠的量子系统来执行一系列信息处理任务,这比传统系统更具优势 [1]。量子通信是量子信息的一个主要分支,其目的是通过通信链路(光纤或自由空间信道)在远程方(通常称为 Alice 和 Bob)之间忠实地传输光子量子态 [2]。量子密钥分发 (QKD) 是一种重要的量子通信协议,其目标是在 Alice 和 Bob 之间远程生成共享密钥 [3-5]。其有效性已在长距离上得到证实 [6],这对于实际应用来说是理想的。过去,大多数量子通信实验都集中在点对点应用上,直到最近,人们对网络和多用户应用的兴趣才有所增加,并将大量精力集中在支持未来量子计算机网络的底层通信基础设施上,即所谓的量子互联网 [7]。与标准通信网络一样,路由将是实现单光子动态功能的一项基本功能。实现具有潜在快速响应时间的单光子路由器的直接方法是使用干涉仪 [8 – 11]。在 [8] 中,使用在其一条臂中带有相位调制器的马赫-曾德尔干涉仪 (MZI) 将单光子按需路由到其一个输出。基于 MZI 设计的具有两个输入和两个输出的单光子开关也已提出 [9]。在 [10] 中,还提出了一种基于 MZI 的耦合器,其中光子可以作为可调开关以任何分光比路由。在这些论文中,提出了三种路由配置,由于使用 MZI,所有这些配置都需要额外的主动相位稳定系统。为了获得更稳定的设计,另一种配置采用了 Sagnac 光纤
同时观察了双缝实验中光子的波形和粒子样方面的观察。尚不理解此限制背后的根本原因。在本文中,我们通过考虑光子的通信特性来解释这种独特的行为。光子具有三个可用于传达消息的独立可调属性(能量,方向和自旋)。双关闭实验设置修复了其中的两个属性,并将单个光子传达消息传达的能力不超过一条消息。以如此低的沟通能力,信息理论规定,仅与一个命题相关的测量值可以获得一致的结果,并且与独立命题相关的第二个测量必须导致随机性。在双关闭示例中,这些是光子的波或粒子特性。我们提供的解释是基于信息理论的形式主义,并且不会以任何形式利用海森伯格的不确定性关系。