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全光量子隐形传态利用按需固态量子发射器
摘要： 全光量子隐形传态是量子通信科学与技术的核心。这一量子现象建立在光纠缠态的非定域特性之上，从实际应用角度看，这些纠缠态需要编码在按需产生的光子对上。然而尽管近期取得进展，在即按即用量子隐形传态方案中利用确定性量子光源仍是重大挑战。本研究朝此目标迈出重要一步，证明由砷化镓量子点按需产生的光子对可用于实现传输保真度突破经典极限（超过5个标准差）的隐形传态协议，且适用于任意输入态。此外，我们建立了与实验观测相符的理论框架，该框架定义了克服经典极限所需的纠缠度与不可区分性——这些参数与输入态无关。结果表明，按需固态量子发射器是实现实用化量子网络中确定性量子传态最具前景的候选方案之一。
关键词： 砷化镓量子点、纠缠光子对、量子发射器、量子隐形传态、量子通信
更新于2025-09-23 15:19:57
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周期性极化薄膜铌酸锂波导中高质量纠缠光子对的生成
摘要： 设计并制备了一种周期性极化薄膜铌酸锂波导，该波导在通信波长下产生纠缠光子对，具有高符合计数比（CAR>67000）、双光子干涉可见度（V>99%）以及符合单光子自相关函数（g(0)<0.025）。采用非破坏性原位诊断技术实现了三维极化质量检测。在泵浦功率低于毫瓦的情况下实现了兆赫兹量级的光子对产生速率，相比传统自发参量下转换铌酸锂器件显著简化了泵浦需求并降低了功耗。
关键词： 铌酸锂波导、量子信息处理、纠缠光子对、电信波长
更新于2025-09-23 15:19:57
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高度均匀且对称的外延InAs量子点，嵌入于铟液滴蚀刻的纳米孔中
摘要： 通过局部液滴刻蚀技术获得的III-V族半导体量子点（QDs）为非经典光的产生提供了材料平台。然而，利用该技术制备宽光谱范围的单光子发射器仍面临重大挑战。本研究成功通过位于铟液滴刻蚀纳米孔内的高度均匀对称InAs量子点，将QD发射波长拓展至850-880 nm范围。我们揭示了GaAs衬底上高温铟液滴外延生长InGaAs纳米结构的演化过程。通过精心设计适宜的生长条件，制备出精细结构分裂仅约4.4±0.8 μeV的对称量子点。对32个量子点的发射能量进行统计平均，观测到12 meV的系综展宽。单个量子点展现出清晰的光子反聚束效应，证实其非经典发光特性。这些高度均匀对称的纳米结构为量子信息应用提供了极具前景的新型策略。
关键词： 纠缠光子对、对称量子点、液滴蚀刻纳米孔、分子束外延
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 利用单波导实现量子网络中双色光子转换
摘要： 量子通信将带来安全通信等机遇。实现这一目标需要具备量子节点和量子信道的量子网络。构建此类量子网络必须具备处理、存储及长距离传输光子的能力。单一物理系统很难同时完成所有这些操作，因此未来量子网络需要连接异质量子系统。量子信道很可能基于现有光纤网络，因其已相当成熟。该光纤网络工作在电信波长（1550纳米）——此波长下光纤损耗最小，故需电信波长的量子态。遗憾的是，目前尚无适用于电信波长的单光子源和量子存储器。频率转换技术能改变单光子波长，可将可见光/近红外单光子转为电信波长以实现长距离传输。但量子网络需要的是纠缠光子对而非单光子。量子点可通过双激子级联发射产生纠缠光子对，这种级联发射的光子通常波长略有差异。若能在单一器件上实现纠缠光子对的频率转换，将有利于构建实际应用的量子节点。我们展示了一种基于单铌酸锂波导的频率转换方案，通过不同局部温度在同一芯片上转换两种波长。该装置包含2100纳米泵浦激光器和双激子光子（894纳米与892纳米）的光纤耦合输入端口，三种波长经透镜聚焦至具有双局部温度的非线性晶体——每个区段转换一种入射波长。转换后的信号耦合进光纤并导入滤光系统，滤除残余泵浦光和噪声光子。原理验证实验采用衰减激光进行，展示了转换后的光谱。
关键词： 铌酸锂波导，频率转换，量子通信，纠缠光子对，量子网络
更新于2025-09-11 14:15:04