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金刚石中相干锡空位自旋的变换限制光子
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱，我们验证了 SnV 的反演对称电子结构，识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁，表征了跃迁线宽，测量了电子自旋寿命，并评估了自旋失相时间。我们发现，即使在纳米制造结构中，光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制，指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒，相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性，而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性，无需稀释制冷，是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
金刚石中相干锡空位自旋的变换限制光子
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱，我们验证了 SnV 的反演对称电子结构，识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁，表征了跃迁线宽，测量了电子自旋寿命，并评估了自旋失相时间。我们发现，即使在纳米制造结构中，光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制，指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒，相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性，而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性，无需稀释制冷，是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
使用一对...
我们使用一对纳米结构从单个偶极子源（SDS）报告了单个光子的高效耦合。当将半径为0.43 µm的SNT放置在钻石纳米（DNT）和钻石纳米（DNW）附近时，发现了56％的最大耦合效率（ηp）为56％的最大耦合效率（ηp），将其最大耦合效率（ηp）置于硅纳米型（SNT）的指导模式中。此外，我们发现改变DNT/DNW的半径并不显着影响ηp值。此外，我们研究了从SDS到DNT的指导模式的单个光子的耦合效率（η）。将径向取向的SDS放置在半径0.4 µm的DNT的侧面时，发现最大η值为87％。我们发现，当DNT放置在另一个DNT和DNW附近时，ηp值会增强。目前的平台可能会在量子网络中打开新的可能性。
集成微谐振器相关光子的频域量子干涉
量子信息的频率编码与光纤和集成光子技术相结合，可以显著降低实现全光子量子网络的复杂性和资源要求。这种单光子的频域处理的关键挑战是在一定带宽范围内实现不同频率量子光场之间的相干和选择性相互作用。在这里，我们报告了频域 Hong-Ou-Mandel 干涉，干涉光子与基于芯片的微谐振器产生的光谱不同的光子发生干涉。我们使用四波混频来实现有源“频率分束器”，并实现 0.95 0.02 的干涉可见度。我们的工作确立了四波混频作为频域选择性高保真双光子操作的工具，与集成单光子源相结合，为频率复用光子量子网络提供了基石。
论文 用于可重构量子网络的 GHz 脉冲纠缠光子源
摘要 纠缠是量子网络中的通用资源，但纠缠光子源通常是为特定用例定制的。多功能性（包括状态调制和光子时间特性的可调谐性）是灵活网络架构和加密原语的关键，这些原语超越了量子密钥分发。本文，我们报告了一种灵活的源设计，可在连续波和 GHz 速率脉冲操作模式下产生高质量纠缠。利用现成的光学元件，我们的方法使用基于光纤的 Sagnac 环以高效率和高于 0.99 的保真度在电信波长下产生偏振纠缠光子。在产生纠缠态之前，高达 GHz 的相位调制也是可能的，以实现快速纠缠态切换。我们展示了 100 MHz 的相位调制，平均保真度为 0.95。此外，源 60 nm 光谱带宽与完全可重构的波长复用量子网络完全兼容。
南大洋中翼肠科（小行星）的多样性：一种分子和形态学方法。
我们考虑一个一维拓扑超导体，该超导体在其末端与单个模式腔相连。在强烈的光结合方案中，电子和光子自由度杂交，导致了极化子的形成。我们通过计算耦合电子光子系统的腔光子光谱功能来找到偏振子光谱。在拓扑阶段中，能量极化模式下的较低是由与腔光子相连的散装 - 摩霍拉纳跃迁形成的，并且对Majoraana Parity也很敏感。在琐碎的阶段，由于跨间隙跨间隙与光子的散装转变耦合，下极化模式出现了。我们的工作证明了在拓扑超导体中形成偏振子，该拓扑超导体与光子有关，这些光子包含有关Majorana结合状态特征的信息。
与波导量子电动力学生成空间纠缠的巡回光子
实现完全连接的量子处理器网络，需要分发量子纠缠的能力。对于遥远的处理节点，可以通过生成，路由和捕获空间纠缠的巡回光子来实现。在这项工作中，我们使用直接耦合到波导的超级传感器量子矩来证明这种光子的确定性生成。尤其是我们生成两光子N00N状态，并表明发射光子的状态和空间纠缠可通过量子频率调谐。使用正交振幅检测，我们重建光子模式的力矩和相关性，并证明状态制备保真度为84％。我们的结果提供了使用量子干扰在波导量子量子架构中产生的巡回传送方案实现量子通信和传送方案的途径。
利用 d 级时间箱纠缠光子实现量子密钥分发
高维光子态 (qudits) 对于提高量子通信的信息容量、噪声鲁棒性和数据速率至关重要。时间箱纠缠量子位元是通过光纤网络实现高维量子通信的有希望的候选者，其处理速率接近传统电信的速率。然而，它们的使用受到相位不稳定性、时间不准确性以及时间箱处理所需的干涉方案的低可扩展性的阻碍。同样，增加每个光子状态的时间箱数量通常需要降低系统的重复率，进而影响有效量子位元速率。在这里，我们展示了一个光纤尾纤集成光子平台，该平台能够通过片上干涉系统在电信 C 波段生成和处理皮秒间隔的时间箱纠缠量子位元。我们通过实验演示了具有时间纠缠量子的 Bennett-Brassard-Mermin 1992 量子密钥分发协议，并通过展示维度缩放而不牺牲重复率，将其扩展到 60 公里长的光纤链路。我们的方法能够以标准电信通信的典型处理速度（10 GHz 的 GHz 速度）操纵时间纠缠量子，并且每个单频信道具有高量子信息容量，这代表着朝着在标准多用户光纤网络中高效实现高数据速率量子通信迈出了重要一步。
利用相关光子的三维量子行走探索复杂图形
图形表示是解决自然科学中复杂问题的强大概念，因为连接模式可以产生大量的突发现象。基于图形的方法已被证明在高度分支量子网络中的量子通信和量子搜索算法中特别有效。在这里，我们引入了一个以前未被发现的范例，通过利用具有定制双折射的复杂波导电路中光子对的空间和偏振自由度的混合作用，直接实验实现与三维网络相关的激发动力学。这个用于在复杂、高度连通的图形上进行多粒子量子行走的实验探索的试验台为开发费米子动力学在集成量子光子学中的应用潜力铺平了道路。