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World File Search System四波混频
量子光学中的时间模式：过去和现在 - NSF-PAR
摘要 我们回顾了量子光学中时间模式 (TM) 的概念，强调了 Roy Glauber 对其发展做出的关键性和历史性贡献，以及它们在量子信息科学中日益增长的重要性。TM 是正交的波包集，可用于表示多模光场。它们是光的横向空间模式的时间对应物，并发挥类似的作用——将多模光分解为分离统计独立自由度的最自然基础。我们讨论了如何开发 TM 来紧凑地描述各种过程：超荧光、受激拉曼散射、自发参量下转换和自发四波混频。可以使用非线性光学过程（例如三波混频和量子光学存储器）来操纵、转换、解复用和检测 TM。因此，它们在构建量子信息网络中发挥着越来越重要的作用。
![arXiv:2402.11085v3 [quant-ph] 2024 年 8 月 16 日](/simg/g:\will\search\icon\source\4\4fc1cd7c24afee342151dae174183056d4db88d3.png)
arXiv:2402.11085v3 [quant-ph] 2024 年 8 月 16 日
近量子限制的约瑟夫森参量放大器 (JPA) 是超导量子电路中必不可少的组件。然而，众所周知，约瑟夫森余弦势的高阶非线性会导致增益压缩，从而限制可扩展性。为了降低四阶或克尔非线性，我们实现了一个具有 Al-InAs 超导体-半导体混合约瑟夫森结 (JJ) 的参量放大器。我们从两个不同的设备中提取了 Al-InAs JJ 的克尔非线性，并表明它与具有相同约瑟夫森电感的 Al-AlO X 结相比低了三个数量级。然后，我们演示了一种由 Al-InAs 结制成的四波混频 (4WM) 参量放大器，该放大器实现了超过 20 dB 的增益和 -119 dBm 的压缩功率，其性能优于基于 Al 结的单谐振 JPA。
热原子蒸汽中超纠缠光子的产生
超纠缠光子源因其高信息容量而在量子信息处理中起着至关重要的作用。在本文中，我们展示了一种通过热 87 Rb 原子蒸汽中的自发四波混频 (SFWM) 产生偏振和轨道角动量 (OAM) 超纠缠光子对的便捷方法。偏振纠缠是通过在构成相位自稳定干涉仪的两个光束位移器的帮助下相干地组合两个 SFWM 路径来实现的，OAM 纠缠是通过在 SFWM 过程中利用 OAM 守恒条件实现的。我们的超纠缠双光子源具有高亮度和高非经典性，可能在基于原子-光子相互作用的量子网络中有广泛的应用。© 2020 美国光学学会
氮化硅芯片上的近简并正交压缩真空产生
压缩态是连续变量 (CV) 量子信息处理的主要资源。为了以可扩展且稳健的方式实现 CV 协议，最好使用集成光子学平台生成和操纵压缩态。在本信中，我们展示了使用具有双泵四波混频过程的小型氮化硅微谐振器在射频载波边带中生成正交相位压缩态。我们记录的压缩噪声水平比光电流散粒噪声低 1.34 dB（0.16 dB），这相当于芯片上 3.09 dB（0.49 dB）的正交压缩。我们还表明，考虑泵浦场的非线性行为对于正确预测此系统中可以产生的压缩至关重要。这项技术代表着朝着创建和操纵可用于量子信息应用（包括通用量子计算）的大规模 CV 簇状态迈出了重要一步。
多芯光纤上量子密钥分发与放大器光通信的共存
摘要 ：研究了光放大器存在时经典信号对多芯光纤（MCF）中量子密钥分发（QKD）的影响。首先，基于先进的非对称发送或不发送QKD（SNS-QKD）和经典的Bennett–Brassard 1984-QKD（BB84-QKD），提出了QKD与经典信号的长距离同时传输架构，并且可以根据需求调整光放大器之间的段长。然后，基于所提出的架构建立了自发拉曼散射噪声和四波混频噪声的理论模型。接下来，推导了经典信号噪声影响下安全密钥速率的计算模型。最后，实验结果表明，理论模型与实验光子吻合良好，实验与模拟噪声光子之间最大差异小于2.6 dB。仿真结果表明，当经典信号和量子信号在MCF的不同芯层中传输时，非对称SNS-QKD架构的性能优于BB84-QKD架构。
用于产生复杂量子态的共振超表面
量子态工程是量子光子技术的基石，主要依赖于自发参量下转换和四波混频，其中一个或两个泵浦光子自发衰减为一个光子对。这两种非线性效应都要求参与光子的动量守恒，这严重限制了所得量子态的多功能性。非线性超表面具有亚波长厚度，可以放宽这一限制；当与共振结合时，它们大大扩展了量子态工程的可能性。在这里，我们通过自发参量下转换在具有高品质因数、连续共振中准束缚态的半导体超表面中生成纠缠光子。通过增强量子真空场，我们的超表面在多个窄共振带内和宽光谱范围内增强了非简并纠缠光子的发射。在多个波长下泵浦的同一样品中的单个共振或多个共振可以产生多频量子态，包括簇态。这些特征表明超表面是量子信息的复杂状态的多功能来源。O
集成 SiC 平台中的纠缠光子对生成
摘要：纠缠在量子信息处理中起着至关重要的作用。由于其独特的材料特性，碳化硅最近成为可扩展实现先进量子信息处理能力的有希望的候选者。然而，迄今为止，在碳化硅中仅报道了核自旋的纠缠，而纠缠光子源，无论是基于块体还是芯片级技术，仍然难以捉摸。在这里，我们首次报告了集成碳化硅平台中纠缠光子源的演示。具体而言，通过在4H绝缘体上碳化硅平台中的紧凑微环谐振器中实现自发四波混频，在电信C波段波长处有效地产生强相关的光子对。在泵浦功率为 0 时，最大巧合与意外比率超过 600。17 mW，对应的成对率为 ( 9 ± 1 ) × 10 3 对/秒。针对此类信号-闲置光子对创建并验证了能量-时间纠缠，双光子干涉条纹的可见度大于 99%。还测量了预期的单光子特性，预期的 𝑔 ( 2 ) ( 0 ) 约为 10 − 3 ，表明 SiC 平台有望成为量子应用的完全集成、CMOS 兼容的单光子源。
全国光学大会 2022 年 11 月 30 日
Frédéric Grillot，巴黎电信，法国 半导体量子点，为什么它们如此量子化？起源、前景和挑战：像量子点这样具有低维性的半导体纳米结构是实现高性能光子器件最有吸引力的解决方案之一。当纳米晶体的一个或多个空间维度接近德布罗意波长时，纳米级尺寸效应会产生载流子的空间量化以及其他基于量子力学的各种现象。由于其紧凑性、出色的热稳定性和大的反射免疫力，半导体量子点激光器是低能耗和无隔离光子集成电路非常有希望的候选者。当直接在硅上生长时，它们甚至表现出比传统量子阱器件高得多的四波混频效率。这一显著成果为实现光子芯片的高效频率梳生成铺平了道路。量子点激光器在光路由和光原子钟应用方面也表现出巨大的潜力。最后但并非最不重要的一点是，量子点单光子源是安全通信的基石，因此可以应用于量子计算机等应用的量子信息处理。我将回顾使用量子点技术制造的纳米结构发光器的最新发现和前景。将介绍从基于硅的集成解决方案到量子信息系统的许多应用。
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]。