Name: Staatliche Ingenieur Quantum of Light mit Dauerwellen-Optische parametrische Oszillatoren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Erfahren Sie die Erzeugung nicht-gaussscher Lichtzustände mit hoher Fidelität durch bedingte Präparationstechniken unter Verwendung optischer parametrische Oszillatoren. Diese Methode ermöglicht Quantenzustandstomografie für Quanteninformationsanwendungen.

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Diese Arbeit wird durch das ERA-NET CHIST-ERA (&#39;QScale &quot;-Projekt) und der ERC Starting Grant&quot; HybridNet&#39; unterstützt. F. Barbosa erkennt die Unterstützung von CNR und FAPESP und K. Huang die Unterstützung von der Stiftung für den Autor des National Ausgezeichnete Dissertation von China (PY2012004) und der China Scholarship Council. C. und J. Fabre Laurat sind Mitglieder des Institut Universitaire de France.

1. Optical Parametric Oscillator <ol><li> Erstellen Sie eine 4 cm lange semimonolithic linearen Hohlraum (für eine verbesserte mechanische Stabilität und reduziert Intracavity Verluste). Der Eingangsspiegel direkt auf einer Fläche des nichtlinearen Kristall beschichtet. </li><li> Wählen eines Eingangskopplers Reflexion von 95% für die Pumpe bei 532 nm und hoher Reflexion für die Signal-und Leerlauf bei 1.064 nm auf. Umgekehrt, wählen die stark reflektierenden Ausgangskoppler für die Pumpe zu sein, und der Transmissionsgrad T = 10% für die Infrarot. Der freie Spektralbereich des OPO ist gleich Δω = 4,3 GHz und die Bandbreite liegt bei 60 MHz. Machen Sie den Hohlraum dreifach resonant, dh für die Pumpe und für die Down-Felder umgewandelt. </li><li> Verwenden Sie ein KTP-Kristall für den Typ-II-OPO-System oder einem PPKTP Kristall für den Typ-I-OPO. Temperatur-Stabilisierung der Kristalle bei ihrer Phase-Matching-Temperaturen. </li><li> Verwendung als Laserquelle ein Dauerstrichfrequenzverdoppelten Nd: YAG-Laser. Pumpen Sie den OPO bei 532 nm und verwenden Sie die inInfrarotlicht, nach räumlichen Filterung durch eine Hoch Finesse Hohlraum (Modus Reiniger), als Lokaloszillator (LO) für den Homodyndetektion. </li><li> Erreichen die Modenanpassung zwischen der Pumpe und dem Hohlraum-Modus. </li><li> Sperren Sie die Hohlraumlänge an der Pumpe von der Resonanz Pound-Drever-Hall-Technik. Zu diesem Zweck wenden eine 12 MHz elektrooptische Modulation der Pumpe und detektieren das Licht aus dem Hohlraum mit einem optischen Isolator zurückreflektiert. </li></ol> 2 Bedingte Zubereitung:. Filtern der Heralding Pfad <ol><li> Trennen Sie die OPO-Ausgabe in zwei Modi. Eine entspricht der heralding Modus, während der andere ist der Staat angekündigt, die von der Homodyndetektion erkannt wird. </li><li> Führen Sie die heralding Modus auf die Einzelphotonendetektor. Insbesondere für die Typ-II-OPO, trennen Sie die orthogonalen Signal-und Leerlaufmodus durch einen Polarisationsstrahlteiler (PBS). Für den Typ-I-OPO, tippen Sie auf einen kleinen Bruchteil (3%) der gepressten Vakuum durch einStrahlteiler (BS). </li><li> Filtern Sie die heralding Modus, um die Frequenz nicht entarteten Moden aufgrund der OPO Höhle zu entfernen. Für einen OPO, enthält der Ausgang der Tat viele paarweise korreliert, aber spektral getrennten Betriebsarten, ω 0 + ω und ω N &amp;Dgr; 0-N &amp;Dgr; ω, wobei n eine ganze Zahl ist. Um eine eingeläutet Zustand bei der Trägerfrequenz zu generieren, ist es notwendig, um herauszufiltern, alle diese Modi nicht entartet. <ol><li> Verwenden eines ersten Interferenzfilter mit einer Bandbreite von 0,5 nm auf. </li><li> Fügen Sie eine hausgemachte lineare Fabry-Perot-Kavität mit einem freien Spektralbereich von 330 GHz und einer Bandbreite von 300 MHz (Länge ca. 0,4 mm und Finesse rund 1.000). Der Hohlraum Bandbreite größer gewählt als der des OPO und dem freien Spektralbereich größer als das Frequenzfenster des Interferenzfilter sein werden. </li><li> Erzielen mindestens 25 dB ein Gesamtzurückweisung der nicht entarteten Moden. </li></ol></li><li> Sperren Sie die Filter Fabry-Perot-Hohlraum, der durch die Dither-and-Lock-Technik. <ol><li> Hierzu injizieren einen sich rückwärts ausbreitenden Hilfsträger mittels eines optischen Schalters und verwerfen am Eingang der Filterhohlraum mit einem optischen Isolator. Erfassen das Licht am Ausgang. </li><li> Sperren Sie den Hohlraum während 10 ms und starten Sie nach dem Messzeitraum für 90 ms mit dem Hilfsstrahl aus. </li></ol></li><li> Erfassen die gefilterten heralding Modus durch einen Einzelphotonendetektor in der Messperiode. Eine supraleitende Einzelphotonendetektor (SSPD) wird verwendet, um die Menge der Dunkelrauschen (wenige Hz), die sonst die Treue der bedingten Zustand verschlechtern begrenzen. </li></ol> 3. Quantenzustand Tomographie durch Homodyndetektion <ol><li> Ermitteln Sie die angekündigten Zustand mit einer ausgewogenen Homodyndetektion einer 50/50 Strahlteiler, wo das Feld zu charakterisieren und zu einer starken Dauerstrich-Lokaloszillator (LO, 6 mW) zusammengesetzt sind, gebracht, sich einzumischen, und ein Paar von hoher Quanten effizienz InGaAs Photodioden. </li><li> Um die Erkennung auszurichten, spritzen in die OPO-Resonator eine helle Hilfsstrahl bei 1064 nm und Spiel-Modus dieser Modus mit dem LO-Modus. Erreichen Sie eine Rand Sichtbarkeit nahe eins. Jede Modenfehlanpassung quadratisch übersetzt in Erkennung Verluste. </li><li> Überprüfen Sie die Homodyndetektion Eigenschaften. Mit einem LO-Leistung von 6 mW, das Schrotrauschen Grenze (SNL) ist flach bis zu 50 MHz. Es ist mehr als 20 dB über dem elektronischen Rauschen bei niedrigen Analysenfrequenz (MHz), 16 dB über dem bei der Analysefrequenz von 50 MHz. Dieser Abstand ist ein kritischer Parameter, da sie führt zu Verlusten bei der Detektion (ein Abstand von 10 dB (20 dB) führt zu einer 10% (1%) wirksame Verlust) 24. </li><li> Für jedes Detektionsereignis von der Single-Photon-Detektor, notieren Sie die homodyne Photo mit einem Oszilloskop mit einer Abtastrate von 5 GS / s bei 100 ns. Sweep die LO-Phase mit einer PZT-Spiegel montiert ist während der Messung. </li><li> Filter jedes aufgezeichneten Segment mit einem given zeitlichen Mode-Funktion bei jedem erfolgreichen Vorbereitung eine einzige Quadratur Wert der bedingten Zustand zu erhalten. Die optimale Betriebsfunktion für niedrige Verstärkung ist in der Nähe eines doppelseitig Exponentialfunktion 25 mit einer Zerfallskonstante gleich der Inversen der Bandbreite OPO. Der optimale Modus kann auch durch Verwendung eines Eigenfunktionen der Autokorrelationsfunktion 26 ermittelt werden. </li><li> Sammeln Messungen (für die Tomographie 50.000) und Post-Prozess die Daten mit einem Maximum-Likelihood-Algorithmus 27. Dieses Verfahren ermöglicht die Rekonstruktion der Dichtematrix des angekündigten staatlichen und der entsprechenden Wigner-Funktion 8. </li></ol> 4. Bedingte Vorbereitung der Single-Photon-Staat mit einem Typ-II-OPO <ol><li> Pumpen Sie den Typ-II-OPO weit unter Grenzwert (1 mW hier für eine 80 MW-Schwelle), eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit von Mehrphotonenpaare. </li></ol> 5. Bedingte Herstellung von CoherentStaatliche Überlagerung mit einem Typ-I-OPO <ol><li> Überprüfen Sie die gepressten Vakuum durch die Nähe der Schwelle OPO mit einem Spektrumanalysator erzeugt. Die gemessene Rauschspektren sind in Abbildung 3 dargestellt. </li><li> Betreiben Sie die OPO bei einer Pumpenleistung ermöglicht Beobachtung von rund 3 dB zu quetschen bei niedrigen Seitenband-Frequenzen (einige MHz). </li><li> In der Homodyn-Messung wird die Phaseninformation wichtig für phasenabhängige Zustände wie CSS Zustand. Scannen Sie den LO-Phase mit einer 10 Hz Sägezahn mit einem Tastverhältnis von 90% (entsprechend den 90 ms Messzeit 10 msec und der Sperrzeit.) Synchronisieren der Sweep um sicherzustellen, dass während der Messperiode, gibt es eine einzige Ein-Richtungs-Schwung des PZT-Spiegel montiert. </li><li> Verwenden Sie die homodyne Signal, um die Varianz zu messen und dann schließen die Phase der Quadratur gemessen. </li></ol>

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<li>Gerrits, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+optical+coherent-state+superpositions+by+number-resolved+photon+subtraction+from+the+squeezed+vacuum%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Generation of optical coherent-state superpositions by number-resolved photon subtraction from the squeezed vacuum.</a> Phys. Rev. A. 82, (2010).</li>
<li>Neergaard-Nielsen, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+a+Superposition+of+Odd+Photon+Number+States+for+Quantum+Information+Networks%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Generation of a Superposition of Odd Photon Number States for Quantum Information Networks.</a> Phys. Rev. Lett. 97, (2006).</li>
<li>Wakui, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photon+subtracted+squeezed+states+generated+with+periodically+poled+KTiOPO4%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photon subtracted squeezed states generated with periodically poled KTiOPO4.</a> Opt. Express. 15, 3568-3574 (2007).</li>
<li>Kumar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Versatile+wideband+balanced+detector+for+quantum+optical+homodyne+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Com%22%5BJournal%5D)">Versatile wideband balanced detector for quantum optical homodyne tomography.</a> Optics Com. 285, 5259-5267 (2012).</li>
<li>Nielsen, A. E. B., Mølmer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-photon-state+generation+from+a+continuous-wave+nondegenerate+optical+parametric+oscillator%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Single-photon-state generation from a continuous-wave nondegenerate optical parametric oscillator.</a> Phys. Rev. A. 75, (2007).</li>
<li>Morin, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimentally+accessing+the+optimal+temporal+mode+of+traveling+quantum+light+states%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Experimentally accessing the optimal temporal mode of traveling quantum light states.</a> Phys. Rev. Lett. 111, 213-602 (2013).</li>
<li>Lvovsky, A. I., Raymer, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous-variable+optical+quantum-state+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Mod.+Phys%22%5BJournal%5D)">Continuous-variable optical quantum-state tomography.</a> Rev. Mod. Phys. 81, 299-332 (2009).</li>
<li>Marek, P., Fiurasek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elementary+gates+for+quantum+information+with+superposed+coherent+states%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Elementary gates for quantum information with superposed coherent states.</a> Phys. Rev. A. 82, (2010).</li>
<li>Morin, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote+creation+of+hybrid+entanglement+between+particle-like+and+wave-like+optical+qubits%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics.+Eprint%22%5BJournal%5D)">Remote creation of hybrid entanglement between particle-like and wave-like optical qubits.</a> Nat. Photonics. Eprint. , (2013).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Die bedingte Präparationstechnik hier präsentiert wird, ist immer ein Zusammenspiel zwischen dem ursprünglichen zweiseitigen Ressource und der Messung durch den Detektor heralding durchgeführt. Diese beiden Komponenten stark beeinflussen die Quanteneigenschaften des erzeugten Zustand. Erstens, die Reinheit der hergestellten Zustände hängt stark von der einer der ersten Ressourcen, also eine &quot;gute&quot; OPO erforderlich. Was ist eine &quot;gute&quot; OPO? Es ist ein Gerät für die das Ent...

Die Fähigkeit, den Quantenzustand des Reisens optische Felder Ingenieur ist eine zentrale Voraussetzung für die Quanteninformationswissenschaft und-Technologie ein, darunter Quantenkommunikation, Computer-und Messtechnik. Hier diskutieren wir die Herstellung und Charakterisierung von einigen spezifischen Quantenzuständen, wobei als primäre Ressource des von Dauerstrich-optischen parametrischen Oszillatoren 3,4 unterhalb der Schwelle betrieben emittiert. Insbesondere werden zwei Systeme in Betracht gezogen werden - eine Typ-II-Phase abgestimmt OPO und einen Typ-I-OPO - damit jeweils die zuverlässige Erzeugung der angekündigten Single-Photonen und von optischen kohärenten Zustand Lagerungen (CSS), dh Staaten der Form | α &gt; - |-α&gt;. Diese Staaten sind wichtige Ressourcen für die Umsetzung einer Vielzahl von Quanteninformationsprotokollen, die von linearen optischen Quantencomputer 6 bis optischen Hybrid-Protokolle 5,7. Deutlich wird das Verfahren p<html> hier übel ermöglicht den Erhalt einer geringen Beimischung von Vakuum und der Emission in einem gut kontrollierten Raum-Zeit-Modus. Generell können Quantenzustände als Gauß-Staaten und Nicht-Gauß-Staaten nach der Form der Quasi-Wahrscheinlichkeitsverteilung im Phasenraum die Wigner-Funktion W (x, p) 8 genannt klassifiziert werden. Für nicht-Gauß-Staaten kann die Wigner-Funktion negative Werte annehmen, eine starke Signatur nicht Klassizität. Einzel-Photonen-oder kohärenten Zustand Lagerungen sind in der Tat nicht-Gauß-Staaten. Ein effizientes Verfahren zur Erzeugung solcher Zustände wird als die bedingte Präparationstechnik, wobei eine erste Gauß-Ressource mit einem sogenannten nicht-Gaußschen Messung wie Photonenzählung 9,10,11,12,13 kombiniert bekannt. Dieses allgemeine Schema, probabilistische aber angekündigt, ist auf Abbildung 1a skizziert. &quot;Fo: content-width =&quot; 5in &quot;fo: src =&quot; / files/ftp_upload/51224/51224fig1highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/51224/51224fig1.jpg &quot;/&gt; Abbildung 1. (A) Begriffsschema der bedingten Präparationstechnik. (B) Herstellung von Conditional Einzelphotonenzustand von orthogonal polarisierten Photonenpaare (Typ-II-OPO) auf einen polarisierenden Strahlteiler getrennt. (C) Bedingtes Herstellung einer kohärenten Überlagerungszustand durch Subtrahieren einer Ein-Photonen aus einem gepressten Vakuumzustand (Typ-I-OPO). Durch die Messung ein Modus eines zweiseitigen verschränkten Zustand, der andere Modus in einem Staat, der auf dieser Messung und der ersten Ressource verstrickt 12,13 abhängen wird projiziert. Was sind die erforderlichen Ressourcen-und heralding Detektor benötigt, um die oben genannten Staaten zu generieren? Mit zwei Einzelstrahlen Einzel-Photonen-Zustände erzeugt werden, dh Photonen-Zahl korreliert Balken. Der Nachweis von Single-photon auf einen Modus läutet dann die Erzeugung eines Einzelphotonen auf den anderen Modus 9,10,14,15. Eine Frequenz-entarteten Typ-II-OPO 16,17,18,19 ist in der Tat eine gut geeignete Quelle für diesen Zweck. Signal-und Idler-Photonen Photonenzahl korreliert und mit orthogonalen Polarisationen emittiert. Erfassen eines Einzelphotonen auf einem Polarisationsmodus projiziert das andere in einer Einzelphotonenzustand, wie in Fig. 1b gezeigt. Was kohärenten Zustand Überlagerungen, können sie durch Subtraktion eines Einzelphotonen aus einer gepressten Vakuumzustand 20 erhalten, entweder durch gepulste Single-Pass-parametrische Abwärtskonvertierung 11,21 oder durch eine Typ-I-OPO 22,23 erzeugt werden. Die Subtraktion wird, indem ein kleiner Anteil des Lichtes auf einen Strahlteiler und zum Erfassen eines Einzelphotonen in diesem Modus (1c) durchgeführt. Ein Vakuum gepresst ist eine Überlagerung von noch Photonenzahlzustände, so Subtrahieren einer Single-Photon-Leitungeneiner Überlagerung von ungeraden Anzahl Photonen-Zustände, die eine hohe Wiedergabetreue mit einer linearen Überlagerung zweier kohärenter Zustände gleich und kleiner Amplitude hat. Aus diesem Grund hat sich der Name &quot;Schrödingers Katze&quot; manchmal, um diesen Zustand gegeben. Das allgemeine Verfahren zur Erzeugung dieser Zustände ist somit ähnlich, unterscheidet sich jedoch von der Primärlichtquelle. Filterung der heralding Weg-und Nachweisverfahren sind die gleichen, was die Art der OPO verwendet. Die vorliegende Reihe von Protokollen Detail, wie diese beiden nicht-Gauß-Staaten von Dauerstrich-optischen parametrischen Oszillatoren erzeugen und wie man sie mit hoher Effizienz zu charakterisieren.

<table><tbody><tr><td>Pumplaser</td><td>Innolight</td><td>Diabolo</td><td>Dualer Ausgang, IR und 532 nm</td></tr><tr><td>KTP- und PPKTP-Kristall</td><td>Raicol</td><td></td><td>Erhältlich von anderen Anbietern</td></tr><tr><td>Interferenzfilter</td><td>Barr assoziiert Hocheffiziente</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Photodioden</td><td>Fermionics</td><td></td><td>Quanteneffizienz über 97%</td></tr> <tr><td>Oszilloskop & nbsp;</td><td>Lecroy</td><td>Wave runner 610 Zi</td><td>Wird für die Datenerfassung</td></tr><tr><td>verwendet Spektrumanalysator</td><td>Agilent</td><td>N9000A</td><td>Erhältlich bei anderen Anbietern</td></tr><tr><td>Faraday-Rotator</td><td>Qioptic</td><td>FR-1060-5SC</td><td>Erhältlich bei anderen Anbietern</td></tr><tr><td>PZT</td><td>PI</td><td>P-016.00H</td><td>Erhältlich bei anderen Anbietern</td></tr><tr><td>Supraleitende Einzelphotonendetektoren</td><td>Scontel</td><td>SSPD</td><td>low dark Grafen</td></tr><tr><td>Optischer Schalter</td><td>Thorlabs</td><td>OSW12-980E</td><td>Erhältlich von anderen Anbietern</td></tr></tbody></table>

staatliche ingenieur quantum of light mit dauerwellen-optische parametrische oszillatoren

Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators

Engineering nicht-klassischen Zuständen des elektromagnetischen Feldes ist eine zentrale Aufgabe für Quantenoptik 1,2. Über ihre grundlegende Bedeutung sind solche Zustände tatsächlich die Ressourcen für die Umsetzung verschiedener Protokolle, die von verbesserten Messtechnik zur Quantenkommunikation und Datenverarbeitung. Eine Vielzahl von Vorrichtungen kann verwendet werden, um nicht-klassischen Zuständen, wie Einzelstrahler Licht-Materie-Schnittstellen oder nichtlineare Systeme 3 zu erzeugen. Wir konzentrieren uns hier auf die Verwendung einer Dauerstrich-optischen parametrischen Oszillator 3,4. Dieses System basiert auf einer nichtlinearen χ 2-Kristall innerhalb eines optischen Hohlraums eingefügt basiert und es ist jetzt bekannt als eine sehr effiziente Quelle für nicht-klassischen Licht, wie beispielsweise Einzelmoden-oder zwei-Modus gedrückt Vakuum je nach Kristall Phasenanpassung. Zwängt Vakuum ist ein Gauß-Zustand als Quadratur-Distributionen folgen ein Gauß-Statistik. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Anzahl der Protokolle erfordern nicht gezeigt Gaussischen Staaten 5. Generieren direkt solche Staaten ist eine schwierige Aufgabe und würden starke χ 3 Nichtlinearitäten erforderlich. Ein weiteres Verfahren, probabilistische aber angekündigt, besteht in der Verwendung eines Messinduzierte Nichtlinearität über eine bedingte Präparationstechnik auf Gauß-Staaten betrieben wird. Hier haben wir ausführlich diese Generation Protokoll für zwei nicht-Gauß-Staaten, die Single-Photon-Zustand und eine Überlagerung von kohärenten Zuständen, mit zwei unterschiedlich phasenangepassten parametrische Oszillatoren als primäre Ressourcen. Diese Technik ermöglicht das Erreichen einer hohen Wiedergabetreue mit der gezielten staatlichen und Generation des Staates in einer gut kontrollierten Raum-Zeit-Modus.

Für den Typ-II-OPO und die Erzeugung von High-Fidelity-Single-Photon-Zustand: Das tomographische Rekonstruktion des angekündigten Zustand ist in Fig. 2, wobei die Diagonalelemente des rekonstruierten Dichtematrix und dem entsprechenden Wignerfunktion angezeigt gezeigt. Ohne Verlust Korrekturen, zeigt die angekündigte Staat eine Single-Photon-Komponente so hoch wie 78%. Durch die Berücksichtigung der Gesamterkennungsverluste (15%), erreicht der Staat eine Treue von 91% mit einem Ein-Photonen-Zusta...

Wir beschreiben die zuverlässige Erzeugung von nicht-Gauß-Staaten reisen optischen Bereichen, einschließlich der Ein-Photonen-Zustände und Überlagerungen kohärenten Zustand, mit einer bedingten Herstellungsverfahren auf der nicht-klassischen Licht durch optische parametrische Oszillatoren emittiert betrieben. Typ-I und Typ-II-phasenangepaßte Oszillatoren betrachtet und üblichen Verfahren, wie beispielsweise die gewünschte Frequenz zu filtern oder Hocheffizienzquantenzustand Charakterisierung homodyning, ausführlich beschrieben.

Staatliche Ingenieur Quantum of Light mit Dauerwellen-Optische parametrische Oszillatoren

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states ...

Das Ziel dieses Experiments besteht darin, nichtgaußsche Zustände laufender optischer Felder mit hoher Fidelität zu erzeugen, einschließlich Überlagerungen von Einzelphotonen- und kohärenten Zuständen, die als Schrödinger-Katzenzustände (CAT states) bekannt sind. Dies wird durch die Verwendung nichtklassisch korrelierter Strahlen als primäre Lichtquelle erreicht. In einem zweiten Schritt wird ein Einzelphoton in einem Strahl detektiert, wodurch der andere Strahl in einen heraldisch bedingten Quantenzustand projiziert wird.Diese Methode wird als bedingte Vorbereitungstechnik bezeichnet, bei der eine anfängliche Gaußsche Ressource mit einer nichtgaußschen Messung wie dem Photonen-Zählen kombiniert wird. Anschließend wird der heraldisierte Zustand durch Heterodyn-Detektion gemessen, um die vollständige Quantenzustandstomographie durchzuführen. Letztendlich werden Ergebnisse erzielt, die eine Quantenzustandspräparation mit hoher Fidelität zeigen, basierend auf zwei verschiedenen optischen parametrischen Oszillatoren.Die vorgestellte Technik ermöglicht die Übertragung von Quantenzuständen, die wichtige Ressourcen für eine Vielzahl von Informationsprotokollen darstellen. Bedeutend ist, d

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Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Die angepasste Techniken in unserem Labor entwickelt, um Mikrowelle Photonik Systeme basierend auf Ultra-High Q Whispering Gallery Mode-Resonatoren bauen werden vorgestellt. Die Protokolle zu erhalten und zu charakterisieren diese Resonatoren sind detailliert, und eine Erklärung von einigen ihrer Anwendungen in Photonik Mikrowelle gegeben ist.

Mikrowelle Photonics Systems on Whispering-Gallery-Mode-Resonatoren Grundlage

Der Artikel beschreibt ein Verfahren zur optischen Datenpakete mit beliebiger Modulations, Wellenlänge und Datenrate zu speichern. Diese Pakete sind die Grundlage der modernen Telekommunikation.

Quasi-Lichtraum für optische Datenpakete

Das Gradientenecho-Speicher ist ein Protokoll zum Speichern von optischen Quantenzustände des Lichtes in atomaren Ensembles. Quantum-Speicher ist ein Schlüsselelement eines Quanten Repeater, die den Bereich der Quantenschlüsselverteilung verlängern kann. Wir skizzieren die Durchführung der Regelung, wenn in einem 3-Level-Atom-Ensemble realisiert.

Gradient Echo Quantum Speicher in Warm Atomic Vapor

Parametrische optomechanische Anregungen wurden kürzlich in mikrofluidischen optomechanischen Resonatoren mittels optischem Strahlungsdruck und stimulierter Brillouin-Streuung experimentell nachgewiesen. In diesem Artikel wird die Herstellung dieser mikrofluidischen Resonatoren zusammen mit Methoden zur Erzeugung und Verifizierung optomechanischer Schwingungen beschrieben.

Herstellung und Prüfung von Mikrofluidik-Optomechanische Oszillatoren

Wir präsentieren ein Protokoll zur Erstellung eines Echtzeit-Films eines molekularen Rotationswellenpakets unter Verwendung eines hochauflösenden Coulomb-Explosionsbildgebungsaufbaus.

Direct Imaging von lasergetriebenen Ultrakurz Molecular Rotation

Silicon photonischer Chips haben das Potenzial, komplexe integrierte Quantensysteme zu realisieren. Vorgestellt ist hier ein Verfahren zur Herstellung und Prüfung eines Silizium-photonischen Chips für Quantenmessungen.

Die Messung der Quantum Interference in einem Silizium-Ring-Resonator Photon Source

Ein Protokoll ist für die praktische Erzeugung und kohärente Manipulation von hochdimensionalen Frequenz-bin verstrickt Photon Staaten mit integrierten Mikro-Hohlräumen und standard Telekommunikation Komponenten bzw. vorgestellt.

Generation und kohärente Steuerung der gepulsten Quantum Frequenzkämmen

Wir beschreiben ein optisches System zur Erzeugung bedingungsloser polarisationsverwickelter Photonen, basierend auf mehreren Quanteninterferenzeffekten mit einem Detektionsschema, um die experimentelle Genauigkeit erzeugter verschränkter Photonen abzuschätzen.

Ein photonisches System zur Erzeugung bedingungsloser Polarisations-verwirrter Photonen basierend auf multipler Quanteninterferenz

Eine Methode wird vorgestellt, um einen benutzerdefinierten kostengünstigen, modusgesperrten Femtosekunden-Faserlaser für potenzielle Anwendungen in der Multiphotonenmikroskopie, Endoskopie und Fotomedizin zu entwickeln. Dieser Laser wird mit handelsüblichen Teilen und grundlegenden Spleißtechniken gebaut.

Kostengünstige kundenspezifische Fertigung und Modus-gesperrter Betrieb eines Femtosekunden-Faserlasers mit All-Normal-Dispersion für die Multiphotonenmikroskopie

Hier beschreiben wir den Betrieb einer integrierten photonischen SiN-Schaltung, die optische Phasenarrays enthält. Die Schaltungen werden verwendet, um Laserstrahlen mit geringer Divergenz im Nahen Infrarot auszusenden und sie in zwei Dimensionen zu steuern.

Charakterisierung von Integrierten optischen Phasenarrays von SiN auf einer Wafer-Scale-Teststation

Erfahren Sie die Erzeugung nicht-gaussscher Lichtzustände mit hoher Fidelität durch bedingte Präparationstechniken unter Verwendung optischer parametrische Oszillatoren. Diese Methode ermöglicht Quantenzustandstomografie für Quanteninformationsanwendungen.

Staatliche Ingenieur Quantum of Light mit Dauerwellen-Optische parametrische Oszillatoren

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