连续变量簇状态与将量子比特编码为玻色子模式的 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 结合使用时,可实现基于容错测量的量子计算。对于四轨晶格宏节点簇状态,其构造由固定的低深度分束器网络定义,我们表明,Clifferd 门和 GKP 误差校正可以在单个传送步骤中同时实现。我们给出了实现 Clifferd 生成集的明确方法,并在簇状态和 GKP 资源有限压缩的情况下计算逻辑门错误率。我们发现,在 11.9–13.7 dB 的压缩下,可以实现与拓扑码阈值兼容的 10 − 2 – 10 − 3 的逻辑错误率。所提出的协议消除了先前方案中存在的噪声,并将容错所需的压缩置于当前最先进的光学实验范围内。最后,我们展示了如何直接在簇状态中产生可提取的 GKP 魔法状态。
光子纳米结构与量子发射器之间的手性光 - 脱子相互作用显示出实现量子信息处理的自旋 - 光子界面的巨大潜力。量子发射极的位置依赖性自旋动量锁定对于这些手性耦合纳米结构很重要。在这里,我们报告了量子点(QD)和跨波导之间的位置依赖性手性耦合。选择在横截面中不同位置分布的四个量子点以表征设备的手性特性。定向发射是在单个波导和两个波导中同时实现的。此外,可以用四个输出的手性对比确定QD位置。因此,通过将QD放置在合理位置,跨波导可以充当单向单向波导和圆形极化的光束分离器,该位置具有潜在的应用程序,该QD在单个光子水平上的复杂量子光学网络中具有潜在的应用程序。
准确控制两级系统是量子力学中的长期问题。一个这样的量子系统是频率键量置量:一种以两个离散频率模式叠加的单个光子。在这封信中,我们首次证明了对量子频率处理器中频率量矩阵的完全任意控制。我们在数值上建立了针对电形相调节器和脉冲塑料的多种配置的最佳设置,从实验上确认了所有基本旋转的近乎不合格模式转换保真度。单光子水平的性能通过将单个频率键符号旋转到分布在整个Bloch球体上的41点,以及对状态路径的跟踪,然后是可调频率梁分离器的输出,并带有贝叶斯断层扫描,并确认了状态状态忠诚度fρ> 0。98对于所有情况。这样的高保真转换扩大了量子通信中频率编码的实际潜力,在一般量子操作中提供了出色的精度和低噪声。
我们提出了一种将传统光学干涉测量装置映射到量子电路中的方法。通过模拟量子电路,可以估计存在光子损失时马赫-曾德尔干涉仪内部的未知相移。为此,我们使用贝叶斯方法,其中需要似然函数,并通过模拟适当的量子电路获得似然函数。比较了四种不同的确定光子数状态(均具有六个光子)的精度。我们考虑的测量方案是计算干涉仪最终分束器后检测到的光子数量,并使用干涉仪臂中的虚拟分束器来模拟光子损失。我们的结果表明,只要光子损失率在特定范围内,所考虑的四种确定光子数状态中的三种可以具有比标准干涉极限更好的精度。此外,还估计了装置中四种确定光子数状态的 Fisher 信息,以检查所选测量方案的最优性。
光纤束拆分器用于将光从一个纤维分为两个或更多纤维。首先将输入纤维的光准直接发送,然后通过光束分裂的视频发送将其分为两部分。然后将结果输出梁聚焦到输出纤维中。1xn和2xn拆分器都可以以这种方式构建多达八个或以上的输出,而低回报损失和低插入损失。此设计非常灵活,使人们可以在不同端口上使用不同的纤维类型,并在内部使用不同的梁分离器光学器件。常规制造的定制设计结合了循环器,两极分化的溅射器和非极化拆分器。可以用永久连接到每个端口(辫子样式)的纤维或每个端口上的插座制成拆分器。我们还可以用Bui lt-In beamsplitters为激光或激光二极管源构建源源。有关详细信息,请联系Oz。
ecent年份已经看到了衍射光学的复兴,这是由于纳米制度的纳米化阵列的进步,具有高精度,合理的吞吐量和相对易于生产的纳米阵列的纳米化阵列。这些发展开辟了一个所谓的平面光学器件的新时代,其关键组件称为Metasurfaces(由光学上薄的散射器组成的二维结构,例如次波长大小的天线),越来越多地用于替换整个传统光学元件的整体组合1 - 9。这些设备可以实现有效的梁转向,光学极化的局部控制以及光10-14的发射和检测。metasurfaces具有独特的功能,可以完全控制子波长度15中的光。包括对复杂衍射的波长和极化选择性控制。此外,元信息可以使新物理学和一系列现象与散装光学或3D超材料中可以实现的现象明显不同。这样一个例子是一般的反射和折射定律,可以通过使用带有规定的相位梯度的天线阵列来将元时间用于重定向,同时确保完全控制幅度和相位的前所未有的设计灵活性。元面包还可以量身定制近场响应,这在处理光源和探测器时至关重要,从而实现了完美的吸收,发射增强和光 - 物质相互作用的详细设计。metaSurfaces具有巨大的实现这些状态的潜力。metasurfaces现在已成为经典光学的主食,并且越来越有兴趣将扁平光子学启用的新型功能带入量子光学的领域16。量子光学技术需要单个光子,纠缠光子和其他类型的非古典光以及更新的检测方法的来源。量子状态可以基于不同程度的光自由度极化,方向和轨道角动量。,我们首先将注意力集中在经典光学设备(梁拆分器)上的两个独立光子的量子干扰17、18的演示中,这允许纠缠操作 - 量子光学领域的里程碑。但是,光束分离器是一种只能改变其反射率的简单设备,因此没有太多功能性。metasurfaces具有更广泛的功能,并且具有很大的操纵单光子并产生各种品种的潜力
为了分析时间键量尺寸,我们使用相同的示意图,但是光子从右到左传播。考虑两种脉冲在临时分离的ΔT中,从右侧进入干涉仪。现在,开关设置为早期(晚)脉冲穿过长(短(短)路径)。在左分离器中,两个过程“早期的脉搏走了很长的路”,“晚脉冲走了短路”,干扰了。通过调整η和ϕ,可以部分或完全破坏性或建设性,这意味着我们可以投射到2-D Hilbert空间的任何任意状态。请注意,由于我们的设备没有快速的光学开关,因此我们可以在输出处获得三个时间座(图2(c)):这两种脉冲分别采用长路径或短路,即“末期”或“早期”,以及一个“中间”时间键,包括干扰“早期”和“晚期”过程。我们可以通过探测此消息后的“中间”时间键来分析时间络合量Qubit。
提出了图中所示的方案1 a。传入的光子通过偏光束分离器(PBS),因此只能从单面腔中反射V极化,该腔与#J I $#0 J I Transition伴侣。H极化反映在镜像上,并与V极化重新组合以形成绑带旋转状态:ψENT;超出¼αH; #jiÞβv; #JIαH; “ jiβv;” j i。随后对光子状态的测量预示着极化量子值向原子的转移,如最近使用捕获的中性原子4和钻石颜色中心5的实验中所证明的那样。然而,在自由空间设置中,一个重大的技术挑战涉及需要保持两个空间分离的长度极化路径之间相位差的稳定性4。在本文中,我们提出了一个整体,微米级的光子结构,将H和V路径结合到一个相稳定的结构中(图1 b)。我们估计,该系统将使国家转移限制超过99%。这个极化编码的光子到旋转界面(PEPSI)极大地简化了量子网络,并具有偏振编码的光子与原子记忆结合。
a 探测器 1 触发,然后在两个脉冲之后,探测器 2 触发 b 探测器 1 触发,然后探测器 2 在下一个脉冲时触发 c 探测器 1 和 2 同时触发 d 探测器 2 触发,并且探测器 1 在下一个脉冲时触发 e 探测器 2 触发,然后,两个脉冲之后,探测器 1 触发。 3. 统计每列中的巧合次数并制作关于时间延迟的直方图。 4. 在光子模型中,每个探测器都有 50% 的触发几率,但是每次只能触发一个。通过抛一枚硬币来建模。如果掷出正面,则探测器 1 触发;如果掷出反面,则探测器 2 触发。重复 30 个脉冲,统计巧合次数并制作直方图,就像在波模型中一样。 5. 在波模型中,两个探测器同时触发的概率是多少?那么在光子模型中呢?6. 在波模型中,探测器 1 触发,并且在下一个脉冲时探测器 2 触发的概率是多少?那么在光子模型中呢?7. 在光子模型中,如果我们发送一个包含两个光子的脉冲(即两个光子同时到达分束器),那么两个探测器同时触发的概率是多少?
图形语言对于表示,改写和简化不同种类的过程非常有用。,它们已被广泛用于量子过程,改善了汇编,模拟和验证的最新技术。在这项工作中,我们专注于量子信息和计算的主要载体之一:线性光电电路。我们介绍了Lo fi -calculus,这是第一种图形语言,用于在无限尺寸光子空间上进行电路,其电路仅由线性光学元件的四个核心元素组成:相位变速器,梁隔板,辅助源,辅助源和探测器,并具有有界光子的数量。首先,我们研究由相位变速器和光束拆分器组成的电路的亚碎片,为此我们提供了第一个最小的方程理论。接下来,我们在收敛到正常形式的那些fi循环上引入了一个重写过程。我们证明这些形式是独特的,可以建立线性光学过程的新颖和独特的表示。最后,我们通过一种方程理论补充了语言,我们被证明是完整的:两个lo fi -circuits代表相同的量子过程,并且仅当一个可以通过lo fi -calculus的规则转化为另一个。
