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量子网络电信波长的连续变量多模量子态
1 光的连续变量量子理论 3 1.1 量子谐振子..................................................................................................................................................................4 1.1.1 哈密顿量的量子化..................................................................................................................................................................4 1.1.2 海森堡不确定性原理和算子归一化.................................................. 5 1.2 光的模态表示..................................................................................................................................................................................6 1.2.1 经典光.................................................................................................................................................................................. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5.1 具有连续变量的图状态的理论框架 . ...
薄膜碳化硅光子学中的双发射多模腔量子电动力学
色心是晶体中的点缺陷，可为分布式量子信息处理应用提供通向长寿命自旋态的光学接口。色心量子技术面临的一个突出挑战是将光学相干发射器集成到可扩展的薄膜光子学中，这是在商业代工工艺内进行色心大规模光子学集成的先决条件。本文，我们报告了将近变换限制的硅空位 (V Si ) 缺陷集成到在 CMOS 兼容的 4 H -绝缘体上碳化硅平台中制造的微盘谐振器中。我们展示了高达 0.8 的单发射器协同性以及来自耦合到同一腔模的一对色心的光学超辐射。我们研究了多模干涉对该多发射器腔量子电动力学系统的光子散射动力学的影响。这些结果对于碳化硅量子网络的发展至关重要，并通过将光学相干自旋缺陷与晶圆可扩展的、最先进的光子学相结合，弥合了经典量子光子学之间的差距。
非二氧化硅分级多模中的两个八度超脑生成
报道了在非二元分级多模具纤维中从可见的到中红外（700–2800 nm）产生的两幅度超脑（700–2800 nm）。纤维设计基于纳米结构的核心，该核心由两种类型的铅孔 - 孔 - 玻璃棒，具有不同的折射率。与二氧化硅纤维相比，这种结构产生了有效的抛物线指数，扩展的传输窗口和十倍非线性。使用正常和异常分散体的波长在波长下进行脉搏泵，对定期自我成像播种的超核生成机制和不稳定性进行了详细的研究。显着地，发现高功率状态下合适的注射条件会导致输出光束发射显示出从非线性模式混合中自我清洁的明确签名。实验观测是使用广义非线性schrödinger方程的时空3+1d Nu-Merical模拟来解释的，并且模拟光谱与完整的两座光谱带宽的实验非常吻合。这些结果证明了一种新的途径，可以在中红外产生明亮的超人物光源。
关联玻色子量子场多模态的纠缠和光学非经典性
有几种方法可以质疑物理系统状态的具体量子力学特性。首先，人们可能会问它的相干性有多强。量子态相干叠加的存在是物质波干涉现象的起源，因此，这是一个典型的量子特征，对此提出了几种测量和证据（有关最近的综述，请参阅 [1]）。其次，当所研究的系统是二分或多分系统时，其组成部分的纠缠是另一个内在的量子特征。有大量文献探讨了各种测量方法来量化给定状态中包含的纠缠量 [2–14]。最后，对于玻色子量子场的模式，出现了第三种非经典性概念，通常称为光学非经典性。根据格劳伯的观点，光场的相干态（及其混合态）被视为“经典”，因为它们具有正的格劳伯-苏达山 P 函数 [15]。从那时起，多年来人们开发了多种光学非经典性测量方法，以测量与光学经典状态的偏离 [15–41]。光场量子态的这三种不同的、典型的量子属性被认为可作为量子信息或计量学的资源 [38, 39, 42–44]。那么自然而然地就会出现一个问题：这些属性之间有着什么样的定量关系。例如，在 [45] 中，给出了使用非相干操作从具有给定相干度的状态中可以产生多少纠缠的界限：这将相干性与纠缠联系起来。在 [46] 中，状态的相干性和光学非经典性被证明是相互关联的：远对角线密度矩阵元素 ρ ( x, x ′ ) 或 ρ ( p, p ′ ) 的显著值（称为“相干性”）是状态的光学非经典性的见证。我们的目的是建立多模玻色子场的光学非经典性和二分纠缠之间的关系。直观地看，由于所有光学经典态都是可分离的，因此强纠缠态应该是强光学非经典态。相反，仅具有弱光学非经典性的状态不可能高度纠缠。为了使这些陈述精确且定量，我们需要测量纠缠度和光学非经典性。作为评估二分纠缠的自然指标，我们使用形成纠缠 (EoF) [4]。关于光学非经典性，我们使用最近引入的单调性 [38, 39]，我们将其称为总噪声单调性 ( M TN )。它是通过将纯态上定义的所谓总噪声∆x2+∆p2扩展到混合态（通过凸屋顶结构，参见(1)）得到的，对于该值来说，它是光学非经典性的一个完善的量度[38–41]。我们的第一个主要结果（定理 1 和 1'）在于，对于 n = n A + n B 模式的二分系统的任意状态 ρ，EoF(ρ) 关于 M TN (ρ) 的函数有一个上限。特别地，当 n A = n B = n/ 2 时，这个上限意味着包含 m 个纠缠比特的状态必须具有光学非经典性（通过 M TN 测量），并且该光学非经典性随 m 呈指数增长。作为应用，我们表明，当可分离纯态撞击平衡光束分束器时可以产生的最大纠缠度由该状态的光学非经典性的对数所限制，通过 M TN 测量。换句话说，虽然众所周知分束器可以产生纠缠 [28, 47, 48]，但纠缠量受到本态光学非经典性程度的严重限制。定理 1 和 1' 中的界限可以很容易地计算出纯态的界限，因为 EoF 与还原态的冯·诺依曼熵相重合，而 M TN 与总噪声相重合。然而，对于混合态，界限与两个通常难以评估的量有关。我们的第二个主要结果（定理 2）解决了这个问题
频率梳源的计量：评估从多模到锁模操作的相干性
摘要：自本世纪初以来，频率梳发生器已经重塑了频率计量学和相关领域。自首次实现以来的二十多年里，已经展示了几种在任何光谱区域生成频率梳的其他方法，每种方法都有其独特的特性。这种趋势引发了对定量评估新梳实现与理想梳的接近程度的需求，这一特性在本文中被称为梳状性。我们将简要回顾新型频率梳源这一非常活跃的领域，并针对具体应用描述最近开发的技术，用于定量评估新旧频率梳的关键参数。最后，我们将尝试勾勒出这个新兴研究领域的未来发展方向。
多模航天器推进系统的电源处理单元和馈电系统开发
多模式航天器推进系统集成了两种或多种使用共享推进剂的推进模式。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校目前正在与 Froberg Aerospace, LLC 合作开发一种结合化学分解模式和电喷雾模式的多模式系统。从根本上讲，多模式航天器推进系统由推进器、电源处理单元和推进剂进料系统组成。本文详细介绍了之前开发的原型单推进剂电喷雾推进器的电源处理单元和进料系统的持续开发。电源处理单元由两个独立的升压电路组成，一个在电喷雾操作期间提供 3.25 kV DC，另一个在化学模式操作期间提供 24 V DC。进料系统架构是一个单一的气体加压系统，每个操作模式都有不同的流路，并且必须在电喷雾模式下提供约 850 nL/s 的体积流速，在化学模式下提供 100 μL/s 的体积流速。
侧面抛光二氧化硅多模纤维泵组合器，用于中期纤维激光器和放大器
侧泵纤维组合仪在纤维激光设计方面具有多种优势，包括分布式泵的吸收，减少热负荷以及提高的柔韧性和可靠性。这些好处对于在MID-IR波长范围内和基于软玻璃光纤的所有纤维激光器和放大器尤为重要。然而，由于泵送二氧化硅纤维和信号引导氟化物纤维的热性质显着差异，常规制造方法面临局限性。为了应对这些挑战，这项工作引入了无融合侧面涂层（D形）基于纤维的泵组合剂的设计，其中包括多模二氧化硅和基于双层氟化物的纤维。结果表明，在主动热控制下，在8小时的连续运行中，在980 nm波长下，稳定的耦合效率超过80％。发达的泵组合仪也已成功整合到线性ER掺杂的纤维激光腔中，显示出2731或2781-nm的中心波长连续生成，输出功率为0.87 w。总体而言，这种创新方法总体而言，这种创新的方法呈现出一种简单，可重复的和可重复的泵组合式的固定效果，可启用型号的玻璃纤维，以启用型号的玻璃技术，并配合了玻璃的效果，并配置了型号的玻璃纤维构成型构成型号的效果。具有独特的构图。
将2048位RSA整数在177天内使用13436 QUBIT和多模内存
我们分析了结合小处理器和存储单元的量子计算机架构的性能。通过关注整数分解，我们显示了使用带有最近邻居连接的Qubits平面网格相比，加工量量数的几个数量级。这是通过利用时间和空间多路复用的内存来实现的，以在处理步骤之间存储量子状态。具体而言，对于10-3的特征物理门错误率，处理器周期时间为1微秒，分解一个2 048位RSA整数在177天内可以在177天内使用3D仪表颜色代码，假设阈值为0。75％的处理器用13个436个物理Qubits制造，并且可以存储2800万个空间模式和45个时间模式，并具有2小时的存储时间。通过插入其他错误校正步骤，证明1秒的存储时间足以使运行时的成本增加约23％。较短的运行时间（和存储时间）可以通过增加处理单元中的量子位数来实现。我们建议使用用超导量子台制成的处理器与使用稀土离子掺杂的固体中的光子回声原理的处理器之间的微波接口实现这种体系结构。
通过机器学习3D光束成型的机器学习检索复杂的传输矩阵
摘要 - 使用多模纤维用于越来越多的应用，例如光电信，内窥镜成像或激光束成型，这是一个上升趋势，这些应用需要了解纤维特性。在本文中，我们提出了一种新方法，用于从一组没有干涉测量的斑点输出模式中学习多模光纤的复杂传输矩阵。在第一步中，我们的方法找到了一个模型，可以预测多模纤维远端相干光束的强度模式。在第二步中，通过在远场中使用一些额外的强度图像来改进该模型，从而预测了实际的3D复合场，而无需使用参考光束，就可以预测离开多模纤维。我们的两步方法通过标准的50µm核直径踏板纤维在数值和实验上进行了验证，该纤维在1064nm时指导高达140 LP模式。在实验上，使用验证集，我们在近场和远场的纤维输出处获得了预测和真实斑点图像之间的相似性和98.5％的相似性，证明了检索到的复杂传输矩阵的准确性。最后，我们成功地在两个平面中同时证明了图像的投影，以证明复杂场塑造的证明。索引术语 - 机器学习，多模纤维，复杂传输矩阵，无参考方法，可变形镜
基于光频率梳的具有量子多模资源的复杂量子网络模拟 Valentina Parigi J. Nokkala、F. Arzani、F.
使用基于光频率梳的量子多模资源模拟复杂量子网络 Valentina Parigi J. Nokkala、F. Arzani、F. Galve、R. Zambrini、S. Maniscalco、J. Piilo、C. Fabre、N. Treps，我们目前正在开发一个多功能实验光子平台，用于模拟复杂的量子网络。该平台由基于光频率梳泵浦的参数过程的内在多模系统组成。这些激光器的光谱由数十万个频率成分构成。非线性晶体中的参数过程将所有这些光频率耦合起来，并产生非平凡的多模高斯量子态 [1]。这些也可以同样描述为一组不同的光的光谱-时间模式，可以单独寻址并同时被压缩真空占据。这种资源可以被描绘成一个网络，其中每个节点都是一个电磁场模式，连接是涉及场正交的纠缠关系。网络结构将通过在参数化过程中塑造泵和多模同差测量来控制。该策略已部分用于在基于测量的量子计算场景中实现集群状态 [2,3]。多模状态的 Bloch-Messah 简化（对于纯态）将资源描述为单模压缩器和多端口干涉仪的集合，这是我将介绍的建立资源与复杂网络之间映射的方法的核心 [4]。我们将研究复杂结构中量子信息协议的优化，并模拟复杂有限量子环境的动态 [5]。最后，允许波长和时间多路复用的参数化过程的特定实现将模拟表现出社区结构的网络。