作者单位
摘要
1 山西大学, 物理电子工程学院 山西 太原 030006
2 太原理工大学物理与光电工程学院, 新型传感器与智能控制教育部重点实验室 山西 太原 030024
3 山西大学光电研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西 太原 030006)
具有反聚束特性的非经典光场是量子信息与量子光学的重要资源。基于非线性光学的量子干涉效应, 通过将压缩真空态与特定相位的相干态在光学分束器上合成的方法获得平移压缩真空态, 对压缩度和相干分量进行独立控制以获得反聚束。本文结合实验系统参数, 理论研究了压缩真空态的压缩度和相干态的幅度对实验产生反聚束光场的影响。在最优化平移条件下, 我们分析了系统总效率、背景噪声, 以及Hanbury Brown-Twiss(HBT)与Double HBT测量方法对反聚束光场g20测量的影响, 并讨论了误差为零处相应量子态的g20值和平均光子速率。
平移压缩真空态 反聚束 二阶关联函数 量子干涉效应 displaced squeezed vacuum state HBT HBT antibunching second-order correlation function quantum interference effect 
量子光学学报
2023, 29(1): 010101
Xiang You 1,2,3†Ming-Yang Zheng 4Si Chen 2,3Run-Ze Liu 2,3[ ... ]Jian-Wei Pan 2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 University of Science and Technology of China, School of Cyberspace Security, Hefei, China
2 University of Science and Technology of China, Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale, Department of Modern Physics, Hefei, China
3 University of Science and Technology of China, CAS Centre for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, Shanghai, China
4 Jinan Institute of Quantum Technology, Jinan, China
5 Chinese Academy of Sciences, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (SIMIT), State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics, Shanghai, China
6 Universitat Würzburg, Technische Physik, Physikalisches Instität and Wilhelm Conrad Röntgen-Center for Complex Material Systems, Würzburg, Germany
7 University of Oldenburg, Institute of Physics, Oldenburg, Germany
8 University of Kassel, Institute of Nanostructure Technologies and Analytics, CINSaT, Kassel, Germany
9 NYU-ECNU Institute of Physics at NYU Shanghai, Shanghai, China
In the quest to realize a scalable quantum network, semiconductor quantum dots (QDs) offer distinct advantages, including high single-photon efficiency and indistinguishability, high repetition rate (tens of gigahertz with Purcell enhancement), interconnectivity with spin qubits, and a scalable on-chip platform. However, in the past two decades, the visibility of quantum interference between independent QDs rarely went beyond the classical limit of 50%, and the distances were limited from a few meters to kilometers. Here, we report quantum interference between two single photons from independent QDs separated by a 302 km optical fiber. The single photons are generated from resonantly driven single QDs deterministically coupled to microcavities. Quantum frequency conversions are used to eliminate the QD inhomogeneity and shift the emission wavelength to the telecommunication band. The observed interference visibility is 0.67 ± 0.02 (0.93 ± 0.04) without (with) temporal filtering. Feasible improvements can further extend the distance to ∼600 km. Our work represents a key step to long-distance solid-state quantum networks.
quantum networks quantum dots solid-state single-photon sources quantum frequency conversion quantum interference 
Advanced Photonics
2022, 4(6): 066003
作者单位
摘要
1 同济大学物理科学与工程学院,上海 200092
2 苏州大学物理科学与技术学院,江苏 苏州 215006
从理论上研究了Pr3+∶Y2SiO5掺杂光子晶体在自由空间以及三明治波导受限系统中的电磁诱导透明(EIT)现象,揭示了囚禁效应对EIT现象的影响。首先,利用光与物质相互作用的半经典理论,详细分析了掺杂光子晶体中非均匀展宽对EIT现象的影响,并解析得到产生EIT的条件。通过与实验结果对比,验证了该理论的正确性。其次,进一步考虑Pr3+∶Y2SiO5掺杂三明治光子晶体波导系统中的EIT现象,并分析了电场局域囚禁效应对EIT的影响,解析得到三明治波导系统中EIT的实现条件。
物理光学 量子干涉 电磁诱导透明 三明治波导 稀土金属 
光学学报
2022, 42(21): 2126009
Author Affiliations
Abstract
College of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Using the quantum interference of photon pairs in N-stage nonlinear interferometers (NLIs), the contour of the joint spectral function can be modified into an islands pattern. We perform two series of experiments. One is that all of the nonlinear fibers in pulse pumped NLIs are identical; the other is that the lengths of N pieces of nonlinear fibers are different. We not only demonstrate how the pattern of spectral function changes with the stage number N, but also characterize how the relative intensity of island peaks varies with N. The results well agree with theoretical predictions, revealing that the NLI with lengths of N pieces of nonlinear fibers following binomial distribution can provide a better active filtering function. Our investigation shows that the active filtering effect of multi-stage NLI is a useful tool for efficiently engineering the factorable two-photon state—a desirable resource for quantum information processing.
quantum state engineering optical parametric amplifier nonlinear quantum interference 
Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 052702
聂敏 1张怡心 1,*杨光 1,2张美玲 1[ ... ]裴昌幸 3
作者单位
摘要
1 西安邮电大学通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121
2 西北工业大学电子信息学院, 陕西 西安 710072
3 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室, 陕西 西安 710071
为研究冰晶粒子对量子干涉雷达性能参数的影响,基于冰晶粒子的Van de Hulst近似理论、标准伽马分布和Henyey-Greenstein相函数,研究了冰晶粒子背景下雷达探测光子的偏振变化,建立了冰晶粒子的不同参量对量子干涉雷达探测光子的传输距离、分辨率和误码率的影响模型。仿真结果表明,增加冰晶粒子的有效尺度,会增大探测光子的能量耗散,导致探测光子的传输距离下降;发射波束光子数目一定时,量子干涉雷达的分辨率随冰晶粒子光学厚度的增加而降低;当冰晶粒子浓度一定时,链路的量子误码率随冰晶粒子的有效尺度与非对称因子的增加而增加,且不同类型的冰晶粒子对量子误码率的影响程度不同;当保持高偏振对比度时,将椭圆率角减少到一定范围内可以降低量子误码率。
量子干涉雷达 冰晶粒子 分辨率 误码率 传输距离 
激光与光电子学进展
2020, 57(13): 130101
作者单位
摘要
1 山西大学 光电研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 浙江大学物理系 光学研究所,浙江 杭州 310027
量子干涉(QI)和Autler-Townes分裂(ATS)是原子-光相互作用系统中的两种不同效应。在电磁诱导透明(EIT)系统中,当耦合光强度适中时,二者会同时存在。一般以耦合光拉比频率作为定性区分QI与ATS的依据,同时Akaike信息准则(AIC)可用于量化二者的相对权重。本文基于AIC方法研究了原子系统中退相位对QI和ATS权重的操控作用。研究表明,通过调节退相位率,可以实现QI和ATS之间的相互转换,以及相消干涉和相长干涉之间的相互转变。利用耦合光和探针光之间的相位关联可以实现退相位的精确操控,由此改变QI和ATS的权重,进而达到QI效应的极大增强。
退相位 电磁诱导透明 Autler-Townes分裂 量子干涉 Akaike信息准则 dephasing electromagnetically induced transparency autler-townes splitting quantum interference akaike information criterion 
量子光学学报
2019, 25(3): 265
孙涛 1,2,*汪垟 1,2李剑 1,2王琴 1,2
作者单位
摘要
1 南京邮电大学 通信与信息工程学院 量子信息技术研究所, 南京 210003
2 南京邮电大学 通信与信息工程学院 宽带无线与传感网技术教育部重点实验室, 南京 210003
基于Brańczyk的理论工作, 考虑干涉滤波片的谱函数对干涉结果的影响, 推导出更加普适的Hong-Ou-Mandel干涉符合概率公式, 从而增加干涉实验的可操控性.用带宽不同的干涉滤波片系统研究了Hong-Ou-Mandel干涉现象, 得到与理论预测相吻合的实验结果.实验数据和理论仿真均显示, 通过使用不同带宽的干涉滤波片可以灵活调节干涉曲线, 以获得较高的平台符合计数率和干涉可见度.实验中测得的干涉可见度均高于97%, 最高达到99.9%, 验证了实验方案的可靠性.研究结果对于同类的量子干涉实验也具有参考价值.
量子光学 双光子过程 量子干涉装置 光子 可见度 Quantum optics Two photon processes Quantum interference devices Photons Visibility 
光子学报
2019, 48(4): 0427001
作者单位
摘要
1 山西大学 光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 浙江大学 物理系,光学研究所,浙江 杭州 310027
提出了一种利用原子系统的关联相位涨落调控量子干涉的方法。原子之间的碰撞以及原子与外界热库的耦合会导致原子能级产生随机的相位涨落。研究了不同能级的相位涨落的强度和他们之间的关联对原子相干性和量子干涉的影响。结果表明,正关联相位涨落可以增强相消量子干涉(探针光的吸收减弱),而反关联相位涨落可以增强相长量子干涉(吸收增强)。在特定条件下量子干涉消失,原子对探针光的响应由Autler-Townes分裂决定。最后,研究了耦合光Rabi频率对量子干涉的影响。当耦合光较弱时,可以利用原子能级的关联相位涨落有效地调控量子干涉;当耦合光很强时,量子干涉非常弱,可以被忽略。
量子干涉 Autler-Townes分裂 电磁诱导透明 原子相干性 quantum interference autler-Townes splitting electromagnetically induced transparency atomic coherence 
量子光学学报
2019, 25(1): 48
作者单位
摘要
1 Department of Electrical and Computer Engineering, University of Toronto, Toronto, ON M5S 3G4, Canada
2 Optoelectronics Research Centre, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UK
3 Fiber Optics Research Center of the Russian Academy of Sciences, Moscow 119333, Russia
quantum optics quantum interference nonlinear optics optical fibers 
Frontiers of Optoelectronics
2018, 11(2): 148–154
作者单位
摘要
空军工程大学 信息与导航学院, 西安 710077
针对导弹目标量子雷达散射截面的计算问题, 用锥柱复合模型模拟导弹目标几何结构, 引入单光子波动方程, 推导和改进量子雷达散射截面表达式.通过干涉分析镜面上原子与光子的相互作用, 在检测点测量光子被目标原子散射后的强度, 得到锥柱复合目标量子雷达散射截面公式.仿真结果表明: 在不同入射角条件下, 单光子量子雷达散射截面主瓣峰值高于经典雷达散射截面, 而量子雷达散射截面旁瓣峰值低于经典雷达散射截面; 随着波长减小, 量子雷达散射截面逐渐降低, 入射角对量子雷达散射截面无影响.表明量子雷达对小目标具有很高的探测识别能力, 分辨率能够达到纳米级, 为导弹目标识别提供了依据.
量子光学 量子雷达 量子干涉 量子雷达散射截面 分辨率 Quantum optics Quantum radar Quantum interference Quantum radar cross section Resolution 
光子学报
2018, 47(4): 0429001

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