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用例：集成的量子光子学
他们的设备（见图1）基于定期推出的尼橙酸锂（PPLN）微环谐振器，其中传入光子通过材料的非线性光学特性相互相互作用，以创建具有双重光子（例如自发参数转换，SPDC）或一半（例如第二谐波一代，SHG）传入光的波长。利用SPDC，Zhaohui和Jia-Yang的设备生成的光子对可以作为示意的单光子源操作，在该源中，频谱固定信号和iDler光子被过滤到单独的光学路径中，并且信号光子的检测告诉您，您应该同时具有一个iDler Photon in Idler Photon ins in iDler Photon。
![与三个传入波混合的三波混合：信号式的相干衰减和增强参数放大器的增强
了解开发过程中大脑健康的社会决定因素
Robert Kasumba -CDN
将光与核自旋气体耦合，其两光子线宽为五millihertz
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门泄漏电流和时间依赖于商业1.2 KV 4H-SIC功率MOSFET的电介质分解测量
保护和... -CDN 的量子微波工程
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与三个传入波混合的三波混合：信号式的相干衰减和增强参数放大器的增强 了解开发过程中大脑健康的社会决定因素 Robert Kasumba -CDN 将光与核自旋气体耦合，其两光子线宽为五millihertz aurosilane -siau4 -cdn 捕获并逆转量子跳跃中部 - cdn 草稿研讨会议程 - CDN 门泄漏电流和时间依赖于商业1.2 KV 4H-SIC功率MOSFET的电介质分解测量 保护和... -CDN 的量子微波工程 b"10 By contrast, from expressions (10) and (11), the distribution of the markup conditional on the lowest cost is Pr[ C (2) /C (1) \xe2\x89\xa4 m | C (1) = c 1 ] = 1 \xe2\x88\x92 exp \xe2\x88\x92 ( m 1 /\xce\xb8 \ XE2 \ x88 \ x92 1）\ xce \ xa6 c \ xce \ xb8 1。在单元持续货物上的技术异质性的指定\ XAC \ XAC \ x81cation，此后广泛使用了这种方法。” sic 中NV中心的射频信号的量子传感 b''
基于三波混合的参数放大器是电磁信号处理的基本过程[1]，无论是在光学和微波频域中。最近，随着量子信息科学的出现，三波混合为单个光子水平[2，3]的测量提供了一个基本的构建块，在此至关重要的是，非线性混合过程纯粹是消除的。一类重要的参数放大器利用三波混合来通过向下转换较高的频率泵场的转换来扩大传入的信号场。放大过程涉及在角频率下传入的泵photon！p以频率分为传出的信号和怠速光子！s和！i，在哪里进行。p¼！sÞ！i。自非线性光学元件早期以来，就已经知道了经典级别的三波混合过程原则上是可逆的和相位敏感的。在三波混合的情况下，这是最容易看到的，这是通过制作不耗尽的泵近似，从而导致信号和惰轮的线性两端口散射矩阵。通常仅在信号端口的输入中运行非排定副标，从而导致相位呈现相位的放大器，并带有功率增益，G 0。However the S matrix has two eigenvectors corresponding to inputs on both signal and idler port, with reciprocal eigenvalues given approximately by 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , 1 = 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , the former corresponding to coherent amplifica- tion of signal and idler with power gain 4 G 0 , and the latter to coherent attenuation (CA).在CA中，信号和惰轮都用正确的相对相施加，并且它们连贯地组合到泵频率，从而导致功率衰减1 = 4 g 0;这是相干扩增的时间转换过程。直到最近，还没有几乎无损的微波放大器，可以通过此简单的矩阵来很好地建模。但是，我们在这里使用的约瑟夫森参数转换器（JPC）几乎是无损的，并且性能限制了量子[5，6]。连贯的衰减和扩增
在混合硅BTO平台中生成光子对
使用图1中描述的设置用于表征此混合平台中的光子生成过程。用带宽为0.52 nm的脉冲激光器以1550.97 nm为中心，脉冲宽度为1 ps，用Erbium-poped纤维放大器（EDFA）放大，为此过程产生强泵。然后通过变量光衰减器（VOA）通过，以使功率完全可调至-60 dB，而无需更改脉冲特性。使用≥80dB的组合抑制带抑制的两个密度波长多路复用器（DWDM）过滤器，用于从进入信号和惰轮收集带宽的激光器中消除泵噪声。将它们放置在极化控制器之前，以优化插入的光，以用于设计光栅耦合器的TE极化。a 99：1梁分离器允许通过安装在探针站的一个臂上的V型槽光纤阵列来监视所测试设备的功率（DUT）。从探测站输出后，使用多通道DWDM模块驱动信号和惰轮频率并拒绝泵。然后将一个额外的单通道DWDM放在信号和怠速通道上以进行额外过滤。芯片后这种过滤还为每个通道提供了≥80dB的排斥带抑制。最后，将两个通道通过光纤网络路由到两个连接到时间间隔分析仪（TIA）的光子柱超导纳米线单光子探测器（SNSPD）。
利用双模压缩真空进行量子损失传感……
我们研究了当使用双模压缩真空态作为探针时，在损耗传感中的量子优势。在 PRX 4, 011049 中进行实验演示后，我们考虑了一种量子方案，其中信号模式通过目标，并在测量之前将热噪声引入闲置模式。我们考虑了两种具有实际意义的检测策略：巧合计数和强度差异测量，它们广泛用于量子传感和成像实验。通过计算信噪比，我们验证了即使在强热背景噪声下量子优势仍然存在，而经典方案使用直接受到热噪声影响的单模相干态。这种稳健性来自这样一个事实：在经典方案中信号模式受到热噪声的影响，而在量子方案中闲置模式受到热噪声的影响。为了进行更公平的比较，我们进一步研究了一种不同的设置，其中在量子方案中将热噪声引入信号模式。在这种新设置中，我们表明量子优势显著降低。然而，值得注意的是，在与量子 Fisher 信息相关的最佳测量方案下，我们表明双模压缩真空态确实在整个环境噪声和损耗范围内表现出量子优势。我们希望这项工作能为实验证明损耗参数传感中的量子优势提供指导，这种传感受有损和有噪声的环境影响。
量子和经典照明的理论比较，用于简单的基于检测的LIDAR
简单的基于检测的LIDAR包括将信号状态发送到可能包含目标对象或可能不包含目标对象的环境中，然后检测可能的反射光。反射到检测器的任何光都将提供有关可能存在的目标对象的信息。但是，当光的状态平均光子数较低并且存在高环境背景噪声时，对物体的存在的准确推断很具有挑战性。这个问题等于区分两个状态，一种包含反射的信号和噪声，另一个只有噪声，因此可以用量子状态歧视表示。我们通过试图区分我们检测器系统中可能的状态来确定对象是否存在。这些状态越明显，可以识别或排除对象的存在越快。量子照明利用非经典相关的光学模式作为执行对象检测的光源，由于非经典量子状态的可区分性增强，比经典光源相比具有基本优势。量子照明因此，即使在嘈杂的量子通道中，量子照明也可以提高目标歧视，但目前尚不清楚实现最大敏感性增强所需的确切测量方案。5该方案可以通过各种方式实施。如果在局部存储一种模式（常规“惰轮”），直到可以组合检测到两个模式以获得检测优势，则可以在检测器上返回信号。，如果需要干扰并因此在惰轮和信号梁之间存在相位锁定，那么这是具有挑战性的，因此在光学频率下它在实验室外面是不切实际的。一种更实用的方法需要在本地测量惰轮，然后使用此测量来调节信号光束，该信号光束被发送以询问目标。希望条件信号梁具有增强的检测概率。量子照明已被证明比经典照明具有实验检测的优势，从实验上进行6和理论上，7当信号和惰轮都使用简单检测时。
三路频率分光镜
频域处理在经典和量子光子网络中都具有优势，因为多路复用多个频率的能力允许在多个通道之间高效地传输信息。对于量子信息处理应用，频率自由度已用于定义频率箱量子比特，与空间/偏振量子比特相比，其在损耗方面具有良好的可扩展性 [1]。操纵这些频率箱量子比特需要实现频率模式之间的受控幺正相互作用。最近的进展是开发了由两种频率模式（例如 [2-4]）表示的量子比特的频域处理，以及频域三重处理 [5]。实验使用了两种方法：i) 非线性参数过程和 ii) 电光调制。利用参数过程，布拉格散射四波混频 (BS-FWM) 可有效产生高保真量子操作和接近 1 的效率。在这个非线性过程中，两个强泵浦频率模式在两个弱振幅频率模式（信号/闲频）之间引起无噪声频率转换，相当于在布洛赫球上旋转量子比特 [6]。该过程使信号/闲频频率之间的相互作用相位匹配，这些相互作用以零色散频率为中心对称地镜像泵浦频率，如图 1a 所示。由于高阶色散工程，转换过程可以具有频率选择性，从而导致有限的转换效率带宽，如图 1b 所示。尽管双泵 BS-FWM 已经得到充分研究（例如 [4,6,7]），但 N > 2 个泵浦的情况却只得到有限的实验处理 [8]。
纠缠双光子对源的表征...
在本研究中，我们利用β-硼酸钡 (BBO) I 型非线性晶体产生纠缠光子对。这些对被称为信号光子和闲置光子，具有独特的纠缠特性，是量子密码学和量子隐形传态等技术的基础。光子是通过称为自发参量下转换 (SPDC) 的过程产生的，当泵浦激光束穿过非线性介质时就会发生这种情况。该过程受动量和能量守恒控制，从而产生特定的相位匹配条件，决定光子对的空间和频率相关性。该项目的目标是通过基于巧合检测系统检查这些纠缠光子对的时间相关性来表征它们。
非线性波导中反向传播光子对的产生
摘要：非线性块体晶体中的反向传播参量转换过程已被证明具有独特的特性，可实现高效的窄带频率转换。在量子光学中，在波导中通过反向传播参量下转换过程 (PDC) 生成光子对，其中信号光子和闲置光子以相反的方向传播，提供了独特的与材料无关的工程能力。然而，实现反向传播 PDC 需要具有极短极化周期的准相位匹配 (QPM)。在这里，我们报告了在自制的周期性极化铌酸锂波导中生成反向传播单光子对，其极化周期与生成的波长在同一数量级。双光子状态的单光子以可分离的联合时间光谱行为桥接 GHz 和 THz 带宽。此外，它们允许使用最先进的光子计数器直接观察预示单光子的时间包络。
研究文章通过pulse Intra Intra差异频率产生3-4 µm的紧凑型中红外双弯曲光谱仪在Linbo 3波导中
摘要中红外的光学频率梳是一种强大的气体传感工具。在这项研究中，我们证明了一个简单的中红外双弯曲光谱仪，在Linbo 3波导中覆盖3–4 µm。基于低功率激光器系统，通过linbo 3波导中的脉冲差差频率产生来实现中红外梳子。我们在超脑生成之前构建疗法前的管理，以控制泵和信号脉冲的时空比对。对于3-4 µm idler的产生，超副局部直接耦合到the的定期螺旋的Linbo 3波导中。基于这种方法的中红外双弯曲光谱仪在25 THz覆盖范围内提供了100 MHz的分辨率。为了评估光谱法的适用性，我们使用双梳光谱仪测量甲烷光谱。测量结果与Hitran数据库一致，其中残留的根平方为3.2％。这种提出的方法有望在芯片上开发综合且坚固的中红外双弯曲光谱仪进行感测。
部分相干泵浦光束产生下转换双光子场的空间相干特性
我们报告了一项关于使用部分空间相干泵浦光束产生的下转换光子的空间相干特性的理论研究。我们研究了两种几何结构中的重合率和双光子可见性，其中双缝要么放置在泵浦光束的路径中，要么放置在信号场和闲置场的路径中。研究推断干涉条纹的可见性受泵浦参数的强烈影响；泵浦尺寸和泵浦空间相干长度。具体而言，干涉条纹的可见性随着泵浦空间相干性或泵浦横向尺寸在晶面的增加而增加。双光子可见性随传播距离的增加验证了这两种情况下的范西特-泽尼克定理。具有可控泵浦空间相干性的下转换光子，反过来又可以控制下转换光子的空间相干性和纠缠，可以在量子成像、量子通信和非线性干涉测量中找到潜在的应用。