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按需量子状态转移和远程微波炉记忆之间的纠缠
通过传播光子耦合孤立的量子系统是量子科学1，2中的一个中心主题，具有开创性应用的潜力，例如分布式，易于故障的量子计算3 - 5。迄今为止，光子已被广泛用于实现高保真远程纠缠6 - 12和州转移13 - 15，通过补偿效率低下的条件，这是一种从根本上概率的策略，对通信率限制了限制。相比之下，在这里，我们在实验上实现了确定性，直接量子状态转移的长期提议16。使用有效的，参数控制的发射和微波光子的吸收，我们显示了按需，高保真状态的转换和两个分离的超导腔量子记忆之间的纠缠。传输速率比任何一个内存中的光子损失率要快，这是复杂网络的基本要求。通过在多光子编码中转移状态，我们进一步表明，使用腔记忆和与状态无关的转移会产生引人注目的操作性，从而确定性地减轻传输损失，并纠正量子误差。我们的结果为跨网络确定性量子通信建立了令人信服的方法，并将实现超导量子电路的模块化缩放。直接量子状态转移是一种快速而确定性的方案，用于与量子网络中传播光子的量子通信16。在此协议中，发送节点以形状的光子波袋排放量子状态，然后被接收节点吸收。这需要在光与物质之间进行强，可调节的效果，以及在共享通信频率下的有效传递；到目前为止，由于光子耦合和传递8的效率低下，光网络中的状态转移已经高度概率。相比之下，超构型微波电路可以将低损耗与强耦合结合在一起。这个平台非常适合实现按需状态转移，因此可以以模块化的方式扩展量子设备。为此，成功接口的微波记忆和传播模式已成功实现受控的光子发射17 - 20和吸收21 - 23。由于需要高效，频率匹配的光子传输所带来的困难，因此，确定性量子在距离处的目标仍然难以捉摸。
通过腔 QED 中的热原子纠缠态实现热纠缠和隐形传态
量子纠缠作为一种重要资源是量子力学最显著的特征之一，在量子信息论、量子隐形传态[1]、通信和量子计算[2,3]中都发挥着核心作用。由于其基础性作用，在分离子系统之间产生纠缠态是一个重要课题。近年来，已提出了多种产生纠缠态的方法，其中之一就是 Jaynes-Cummings 模型 (JCM)。JCM 解释了量化电磁场和原子之间的相互作用 [4]。JCM 是一个简单但适用的工具。在过去的二十年里，人们致力于将 JCM 应用到量子信息[5-7]和量子隐形传态[8]中。由 JCM 诱导的纠缠态已被用作量子通道 [9]。 Zang 等人 [10] 利用两能级原子与大失谐单模腔场相互作用，将二分非最大纠缠态转变为 W 态。原子与单模电磁腔场相互作用的纠缠动力学已被研究 [11]。由于 JCM 在量子光学中的重要性，它已被扩展
通过波导连接的两个开放量子比特腔系统中的几何相位控制
开放量子系统、量子比特-场相互作用的数学操控取决于对主阻尼 [1] 和内在退相干 [2] 方程的分析/数值求解能力。为了解决这些操控问题，在有限的物理环境下研究了开放系统的量子现象 [3-7]。量子几何相是量子力学中的一个基本内在特征，是量子计算的基础 [8]。如果最终的时间相关波函数回到其初始波函数，则量子系统的演化（从初始波函数到最终的时间相关波函数）是周期性的。当这些量子系统的演化不是周期性的时，几何相不再表现出稳健性，所关注的相关量是总相位，称为 Pancharatnam 几何相 (PGP) [9]。PGP 的物理含义是初始状态和最终状态发生干涉，内积的振幅反映了状态之间的相位差。 PGP 在中子干涉仪中实验性地进行了 [10,11]。此后，Berry [12] 在绝热系统中明确定义了几何相，并将其扩展到非绝热循环 [13] 和非循环 [14,15] 演化的量子态。几何相被提出用来实现不同量子模型的几何量子计算，例如：离子阱 [16]、腔场中的原子 [17] 和超导电路 [18]。时间相关的几何相在更多的物理模型中得到了研究，例如：腔 QED 模型充满了非线性介质并包含量子阱 [19]，相位量子比特色散耦合到有损 LC 电路的模型 [20] 和具有斯塔克位移的囚禁离子模型 [21]。描述位于孤立腔体中的量子比特之间传输量子态的物理模型，这些量子比特通过光纤模式连接，是构建量子网络的有效系统。在单光子级量子通信中，光纤的使用取得了重大进展 [ 22 ]。这些模型对于设计
用于量子机器学习和光子计数的 3D 腔中 Transmon 量子比特的表征
1 INFN—弗拉斯卡蒂国家实验室，00044 弗拉斯卡蒂，意大利； matteo.beretta@lnf.infn.it （MB）; fabio.chiarello@ifn.cnr.it（FC）; apiedjou@lnf.infn.it （ASPK）; carlo.ligi@lnf.infn.it （CL）; giovanni.maccarrone@lnf.infn.it（GM）; luca.piersanti@lnf.infn.it （LP）; alessio.rettaroli@lnf.infn.it （AR）; simone.tocci@lnf.infn.it （ST）; claudio.gatti@lnf.infn.it （CG）2 量子研究中心，技术创新研究所，阿布扎比邮政信箱 9639，阿拉伯联合酋长国； boulos.alfakes@tii.ae （英国航空）； anas.alkhazaleh@tii.ae （AA）; stefano.carrazza@cern.ch （SC）; andrea.pasquale@unimi.it（美联社） florent.ravaux@tii.ea (FR) 3 佛罗伦萨大学物理与天文系，意大利塞斯托菲奥伦蒂诺 50019； leonardo.banchi@unifi.it 4 INFN—佛罗伦萨分部，50019 Sesto Fiorentino，意大利 5 米兰大学物理系 TIF 实验室，20133 米兰，意大利； matteo.robbiati@cern.ch 6 INFN 米兰分部，Via Giovanni Celoria 16, 20133 米兰，意大利 7 CERN，理论物理部，CH-1211 日内瓦，瑞士 8 CNR 光子学和纳米技术研究所，00156 罗马，意大利 9 米兰比可卡大学物理系，20126 米兰，意大利； andrea.giachero@mib.infn.it （AG）; emanuele.palumbo@lnf.infn.it (EP) 10 INFN Milano Bicocca Section, Piazza della Scienza 3, 20126 Milano, 意大利 11 Bicocca Quantum Technologies (BiQuTe) Centre, 20126 Milano, 意大利 12 海德堡大学物理与天文系, 69120 Heidelberg, 德国； felix.henrich@stud.uni-heidelberg.de 13 比萨大学信息工程系，Via G. Caruso 16，56122 比萨，意大利； massimo@mercurio.iet.unipi.it * 通信地址：alessandro.delia@lnf.infn.it
用于量子机器学习和光子计数的 3D 腔中 Transmon 量子比特的表征
1 INFN - 弗拉斯卡蒂国家实验室，00044 弗拉斯卡蒂，罗马，意大利； 2 量子研究中心，技术创新研究所，邮政信箱 9639，阿布扎比，阿拉伯联合酋长国； 3 佛罗伦萨大学物理与天文系 4 INFN 佛罗伦萨分部，I-50019，塞斯托菲奥伦蒂诺，意大利佛罗伦萨 5 米兰大学物理系 TIF 实验室，意大利米兰； 6 INFN 米兰分会，意大利米兰； 7 欧洲核子研究中心，理论物理部，瑞士日内瓦 23 CH-1211； 8 光子学和纳米技术研究所 CNR，00156 罗马，意大利； 9 米兰比可卡大学物理系，I-20126 米兰，意大利 10 INFN Sezione di Milano Bicocca，I-20126 米兰，意大利 11 Bicocca Quantum Technologies (BiQuTe)Centre，I-20126 米兰，意大利 12 海德堡大学物理与天文系，69120 海德堡，德国 13 比萨大学信息工程系，Via G. Caruso 16，56122 比萨，意大利 * 通信地址：alessandro.delia@lnf.infn.it；
在量子机学习和光子计数的3D腔中的Transmon Qubit表征
1 INFN-国民弗拉斯卡特劳动，00044弗拉什，意大利； sweeping.infn.infn.infn（M.B.）; fabio.chiryland@ifn.it（f.c。）;应用程序@lnph.infn.infn.it（A.S.P.K.）; carlo.infn.infn.infn.it（c.l.）; playon.marfn@lnfn.infn.it（g.m。）; light.infn.infn.infn（l.p.）; supresiumsups.infn.infn.infn（A.R.）; symones.infn.infn.infn（s.t.）; classy.gate@lnfn.infn.infn（c.g.）2个量子，技术行业，阿布扎比P.O.BOOX 9639，UNITD EMIRATES； boulos.alphakes@tii.ae（B.A.）; dulls.alkhazaleih@tii.ae（a.a.）; Singer.car.crun.c（S.C.）; dried.passquare@unimi.it（A.P.）; florent.ravaux@tii.ea（f.r。）3个身体和天文学，企业大学，意大利50019 Shift； leonardo.bank@unifi.it 4 INFN - 赛车区，50019 Shift，Italy 5 TIF，米兰大学研究系物理系，20133年，意大利米拉诺； skull.robeat@can 6 6米兰诺的INFN部门，通过约翰福音16号，20133年，米兰，意大利7，理论物理部，CH-1211遗传学学家，瑞士学家，Switzerists 8 Italy 9 Italy 9 Italy Switzerolokist 9，意大利9号米兰诺（Milano-bycoccas）物理学系，20126年米兰诺，20166年意大利，意大利米兰； swallow.gyfn.infn.in Infundund（A.G.）; emanuele.palumbo@lnfn.in.in.it（e.p。）米兰比科卡（Milan Bicocca）的10个INFN部分，Piazza della scienza 3，20126米兰，意大利米兰11 Bicocca量子技术（Bioste）中心，20126年米兰，意大利米兰，意大利物理和天文学系，海德尔伯格大学，69120 Heidelberg，德国海德尔伯格； felix.henrich@stud.uni-heidelberg.de 13 PISA大学信息工程系，通过G. Caruso 16，56122 Pisa，意大利Pisa； massimo@mercurio.iet.unipi.it *通信：Alessandro.delia@lnf.infn.it
高功率外腔二极管激光器（ECLS）的超低抗反省（AR）涂层
尺寸反射率直接方法的测量缺乏足够的灵敏度来测量激光方面的超低反射率。但是，在过去的二十年中已经开发了各种指导方法[5] [6] [7]。在这项工作中，采用了马里兰州大学[8]开发的自发发射转换（SET）方法。此方法通过将ASE光谱转换为信号组件与大多数噪声正交的傅立叶域，从而提供了高信号与噪声比（SNR）。图5显示了SET方法与TFCALC建模结果之间的比较。实验和理论在光谱的长波长部分中非常吻合。在较短的波长处延伸的差异被认为主要是由于ASE信号低，因此该区域的SNR差。
带有INAS/INGAAS Quantum Dot
1。简介。近几十年来，随着量子数据处理技术的促进，人们对能够在特定频率下以高量子效率发射的非古典光源越来越感兴趣[1]。实施此类来源的最有希望的方法之一是使用单个半导体量子点（QDS）[1-4]。材料系统的一系列允许基于QD的单光子源（SP）在宽广泛的范围内创建单光子源（SPS），从紫外线附近到电信C波段[5-9]。对于基于费用的量子加密应用，在电信C波段接近1.55μm中运行的SPS特别感兴趣，这是由于纤维中的光学损失最小而引起的[3，10]。当前，基于微孔子中的QD，在该光谱范围内获得单光子发射的主要方法。第一种方法涉及在INP屏障中生长INAS QD [5，11-13]，而第二种方法涉及直接在GAAS子仪上直接在INGAAS METAAS METAAS METAS-METAS-METAS-METAS-METAS-METAS-METAS-METAS-METAS QD上生长INAS QD [14-16]。然而，在INP
光子晶体腔中量子点的 Purcell 增强电信波长单光子
量子点是电信单光子源的有希望的候选者，因为它们的发射可以在不同的低损耗电信波段上进行调谐，从而与现有的光纤网络兼容。它们适合集成到光子结构中，可以通过 Purcell 效应增强亮度，从而支持高效的量子通信技术。我们的工作重点是通过液滴外延 MOVPE 创建的 InAs/InP QD，以在电信 C 波段内运行。我们观察到 340 ps 的短辐射寿命，这是由于 Purcell 因子为 5，这是由于 QD 集成在低模体积光子晶体腔内。通过对样品温度的原位控制，我们展示了 QD 发射波长的温度调谐和在高达 25K 的温度下保持的单光子发射纯度。这些发现表明基于 QD 的无低温 C 波段单光子源的可行性，支持其在量子通信技术中的应用。
扩展腔模式下具有多位点控制量子点的激子极化子空间量子干涉景观
QD2 和 QD3 中间（图 7b 右下插图），单光子可以通过左波导或右波导发射，编码为 |L > 或 |R>。由于 QD2 和 QD3 发射的能量不同（ω 2 和 ω 3 ），所得状态可以表示为 |1 ω2 ， L > 或 |1 ω3 ， R >。这种双色可调单光子