1 1光电信息技术(天津大学),教育部,精密仪器和光电学院,蒂安金大学,天津300072,中国2,伦敦大学伦敦大学电子学院,伦敦伦敦伦敦伦敦大学WC1E材料,伦敦大学伦敦大学伦敦大学伦敦大学伦敦大学,伦敦大学伦敦大学,纽约市,纽约大学,纽约大学,纽约大学,纽约大学,纽约大学,泰安金300072 300072 300072 22116,中国4号电气与信息工程学院,天津大学,天津300072,中国5毫米浪潮的国家主要实验室,信息科学与工程学院,东南大学,南京210096,210096,中国6,Micro-Nano电子设备和智能系统的Micro-Nano电子设备和智能系统,ZHEJIANG Science and Electricing of Science Hangian Zhejiang Science和Electronic Zhejiang 310027,中国7 lanzhihao7@gmail.com * wuliang@tju.edu.cn1光电信息技术(天津大学),教育部,精密仪器和光电学院,蒂安金大学,天津300072,中国2,伦敦大学伦敦大学电子学院,伦敦伦敦伦敦伦敦大学WC1E材料,伦敦大学伦敦大学伦敦大学伦敦大学伦敦大学,伦敦大学伦敦大学,纽约市,纽约大学,纽约大学,纽约大学,纽约大学,纽约大学,泰安金300072 300072 300072 22116,中国4号电气与信息工程学院,天津大学,天津300072,中国5毫米浪潮的国家主要实验室,信息科学与工程学院,东南大学,南京210096,210096,中国6,Micro-Nano电子设备和智能系统的Micro-Nano电子设备和智能系统,ZHEJIANG Science and Electricing of Science Hangian Zhejiang Science和Electronic Zhejiang 310027,中国7 lanzhihao7@gmail.com * wuliang@tju.edu.cn
摘要:光子学的宽带宽和光谱效率促进了长距离光波通信的空前速度。然而,在不进行光电转换的情况下高效地路由和控制光子信息仍然是一项持续的研究挑战。本文,我们展示了一种动态转换密集波分复用数据载波频率的实用方法。通过将相位调制器和脉冲整形器组合成全光频率处理器,我们实现了 N = 2 和 N = 3 个用户的系统的循环信道跳变和输入数据流的 1 对 N 广播。我们的方法不涉及光电转换,并且能够在单个平台上实现低噪声、可重构的光纤信号路由,原则上可以进行任意波长操作,为低延迟全光网络提供了新的潜力。
在古典世界中遇到的自由度之间的量子纠缠是由于周围环境而挑战。为了阐明此问题,我们研究了在两分量量子系统中产生的纠缠,该量子系统包含两个巨大的颗粒:一个自由移动的光电电子,该光学的光电膨胀到中镜长度尺度和浅色的原子离子,代表光和物质的混合状态。尽管经典地测量了光电子光谱,但纠缠使我们能够揭示有关离子穿着状态的动力学的信息,以及由种子自由电子激光器传递的飞秒极端紫外线脉冲。使用时间依赖的von Neumann熵来解释观察到的纠缠产生。我们的结果揭示了使用自由电子激光器的短波长相干脉冲来生成纠缠光电子和离子系统来研究距离的怪异作用。
1996 年是 W. K. 伦琴发现 X 射线一百周年,人们庆祝了这种“奇异射线”提供的深刻见解。除了普遍用于对视觉不透明系统的内部结构进行成像之外,X 射线在阐明物质的几何结构和电子结构方面也具有重要应用。除了同步辐射设备外,在普通实验室环境中可用的传统 X 射线源的波长非常适合揭示晶体固体和生物分子中的原子排列。此外,吸收和发射的 X 射线的光谱可以揭示原子、分子和材料的电子结构。类似地,核 β 射线反映原子核的能级结构,其波长范围远低于 X 射线波长,就像 X 射线波长低于可见光波长一样。 1912 年首次报道的 X 射线衍射将 X 射线波长与晶格尺寸联系起来,但未能将这两个尺度与宏观物体的尺寸联系起来。从 20 世纪 30 年代初到 70 年代初,X 射线光谱对确定 N A 、h/e 和 hc/e 等基本常数做出了重要贡献。然而,这些测量受到 X 射线尺度与可见参考波长之间联系不确定性的限制。直到七十年代中期,唯一确立的直接联系是
量子密钥分布(QKD)近年来从实验室原则证明到市售系统的成熟。主要的瓶颈之一是由于指数信号阻尼,纤维网络中的通信距离有限。可以使用跨洲际距离,可以使用低地球轨道卫星在大气上传输量子信号。这些自由空间链接只能在夜间运行,因为阳光否则将用于测量量子状态的检测器饱和。用于在具有连续可用性和高数据速率的全球量子互联网中应用QKD,需要在日光期间操作。在这项工作中,我们为不同的量子光源建模卫星到地量子通道,以在环境条件下识别自由空间QKD的最佳波长。日光量子通信在Fraunhofer线路或近红外频谱中可以进行,因为来自太阳的固有背景相当低。考虑到有限密钥效应的最高年度密钥长度在HαFraunhofer系列中可以实现。更重要的是,我们提供的基本模型通常可以根据所需的修改来适应任何其他特定的链接方案。我们还提出了一个基于可以实现此类方案的微孔子的六角硼硝化硼的颜色中心的真正单光子源。我们的结果也可以应用于屋顶的场景中,因此与近距离量子网络有关。
由于普克尔斯效应和克尔效应的结合,电光 (EO) 聚合物的折射率可以通过外部电场改变。在由基质聚合物和嵌入的 EO 发色团组成的客体-主体系统中,普克尔斯效应依赖于可电极化的 EO 发色团的优先空间取向,这通常是通过在施加外部场的同时在高温下极化 EO 聚合物材料而引起的。EO 发色团由通过 π 电子共轭桥相互作用的电子给体和受体基团组成,其特性是 EO 聚合物设计的重要因素。为了最大程度地发挥普克尔斯效应,具有高玻璃化转变温度和分子尺寸相对较大的 EO 发色团的聚合物具有优势,因为它们可以提供最佳的取向稳定性 [ 1 ],这不仅在客体-主体系统中实现,而且在 EO 发色团与主体聚合物共价结合的材料中也实现了 [ 2 ]。在极化过程中,通过热 [ 3 ] 或光化学 [ 4 ] 交联主体聚合物也可提高取向稳定性。电光聚合物在电信领域的应用已被广泛探索 [ 5-7 ],其快速时间响应、低光损耗、高电光活性、稳定性和易于加工等特点已被用于空间光调制器 (SLM) 的开发 [ 8 ]。因此,最近的大部分研究活动都集中在开发近红外波长范围的电光聚合物 [ 9-12 ]。虽然关于可见光范围的电光聚合物的报道相对较少,但此类材料的未来应用可能在于可调光学滤波器和超声波的光学检测,例如用于生物医学光声 (PA) 成像研究的可调法布里-珀罗 (FP) 传感器 [ 13-16 ]。对于此类应用,需要在可见光波长区域具有高度透明性的新型电光聚合物。传统的近红外 EO 发色团虽然通常具有较高的
自2001年首次示威以来[Gol'tsman等。,应用。物理。Lett。 79,705–707(2001)],超导纳米线单光子探测器(SNSPDS)见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器,并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止,在几乎所有实验中,SNSPD都被用作“二进制”检测器,这意味着它们只能区分0和> = 1个光子,并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明,原理证明光子数分辨率(PNR)SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中,高度要求光子数分解的能力,包括Hong – Ou-Mandel干扰,光子量子计算,量子通信和非高斯量子态制备。 特别是,由于高质量的半导体量子点(QDS)的可用性,波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ,adv。 选择。 Photonics 15,613–738(2023)]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ,J。Opt。 19,043001(2017)]。 在本文中,我们演示了基于NBTIN的SNSPD,具有> 94%的系统检测效率,一个光子的低于11 PS的时间抖动,以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是,我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。Lett。79,705–707(2001)],超导纳米线单光子探测器(SNSPDS)见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器,并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止,在几乎所有实验中,SNSPD都被用作“二进制”检测器,这意味着它们只能区分0和> = 1个光子,并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明,原理证明光子数分辨率(PNR)SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中,高度要求光子数分解的能力,包括Hong – Ou-Mandel干扰,光子量子计算,量子通信和非高斯量子态制备。 特别是,由于高质量的半导体量子点(QDS)的可用性,波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ,adv。 选择。 Photonics 15,613–738(2023)]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ,J。Opt。 19,043001(2017)]。 在本文中,我们演示了基于NBTIN的SNSPD,具有> 94%的系统检测效率,一个光子的低于11 PS的时间抖动,以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是,我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。79,705–707(2001)],超导纳米线单光子探测器(SNSPDS)见证了二十年的伟大发展。SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器,并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。到目前为止,在几乎所有实验中,SNSPD都被用作“二进制”检测器,这意味着它们只能区分0和> = 1个光子,并且丢失了光子数信息。最近的研究表明,原理证明光子数分辨率(PNR)SNSPDS计数为2-5个光子。在各种量子式实验中,高度要求光子数分解的能力,包括Hong – Ou-Mandel干扰,光子量子计算,量子通信和非高斯量子态制备。特别是,由于高质量的半导体量子点(QDS)的可用性,波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。,adv。选择。Photonics 15,613–738(2023)]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。,J。Opt。19,043001(2017)]。在本文中,我们演示了基于NBTIN的SNSPD,具有> 94%的系统检测效率,一个光子的低于11 PS的时间抖动,以及2个光子的低于7 PS。更重要的是,我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。通过理论分析,我们表明,通过提高我们读取电路的信噪比和带宽,可以进一步改善所证明的检测器的PNR性能。我们的结果对于光学量子计算和量子通信的未来都是有希望的。
量子互联网连接远程量子处理器,这些处理器需要通过光子通道进行长距离交互和交换量子信号。然而,这些量子节点的工作波长范围并不适合长距离传输。因此,量子波长转换为电信波段对于基于光纤的长距离量子网络至关重要。在这里,我们提出了使用连续变量量子隐形传态的单光子偏振量子比特波长转换器,它可以有效地在近红外(适合与原子量子节点交互的 780/795 nm)和电信波长(适合长距离传输的 1300-1500 nm)之间转换量子比特。隐形传态使用纠缠光子场(即非简并双模压缩态),可以通过铷原子气体中的四波混合产生,使用原子跃迁的菱形配置。纠缠场可以以两个正交偏振态发射,相对相位锁定,特别适合与单光子偏振量子比特接口。我们的工作可能为实现长距离量子网络铺平道路。
摘要:光量子技术有望彻底改变当今的信息处理和传感器。许多量子应用的关键是纯单光子的有效来源。对于用于此类应用的量子发射器,或对于相互耦合的不同量子系统,量子发射器的光发射波长需要进行定制。在这里,我们使用密度泛函理论来计算和操纵二维材料六方氮化硼中荧光缺陷的跃迁能量。我们的计算采用 HSE06 函数,它使我们能够准确预测 267 种不同缺陷的电子能带结构。此外,使用应变调谐,我们可以定制合适量子发射器的光跃迁能量,以精确匹配量子技术应用。因此,我们不仅提供了为特定应用制造发射器的指南,而且还提供了一条有希望的途径来定制可以耦合到其他固态量子比特系统(例如金刚石中的色心)的量子发射器。
Ritesh Haldar,Hongye Chen,Antoine Mazel,Dong-Hui Chen,Gaurav Gupta等人。天线:实现晶体化的伪装性果皮中实现良好的光波长转化的关键。高级材料界面,2021,8(10),pp.2100262。10.1002/admi.202100262。hal-03384232