Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

الدولة الكم هندسة الضوء مع استمرار موجة حدودي البصرية المذبذبات

Published: May 30, 2014 doi: 10.3791/51224

Summary

نحن تصف الجيل موثوقة من الدول غير التمويه من السفر المجالات البصرية، بما في ذلك الدول واحدة من الفوتون وتراكبات متماسكة الدولة، وذلك باستخدام طريقة إعداد مشروطة تعمل على ضوء غير الكلاسيكية المنبعثة من مؤشرات التذبذب حدودي البصرية. تعتبر النوع الأول والنوع الثاني مؤشرات التذبذب مطابقة المرحلة والإجراءات المشتركة، مثل تصفية التردد المطلوب أو ذات الكفاءة العالية وتوصيف الحالة الكمومية التي كتبها homodyning، هي مفصلة.

Abstract

الهندسة الدول غير الكلاسيكية للمجال الكهرومغناطيسي هو السعي المركزية للبصريات الكم 1،2. أبعد من أهميتها الأساسية، مثل هذه الدول هي في الواقع الموارد اللازمة لتنفيذ البروتوكولات المختلفة، بدءا من تعزيز المقاييس إلى التواصل الكم والحوسبة. مجموعة متنوعة من الأجهزة يمكن أن تستخدم لتوليد الدول غير التقليدية، مثل بواعث واحدة، واجهات خفيفة المسألة أو أنظمة غير الخطية 3. ونحن نركز هنا على استخدام المستمر الموجة الضوئية حدودي مذبذب 3،4. ويستند هذا النظام على χ غير الخطية 2 الكريستال إدراجها داخل تجويف بصري والآن معروفة بأنها مصدر فعالة جدا من الضوء غير التقليدية، مثل طريقة واحدة أو وضع اثنين من فراغ تقلص اعتمادا على الكريستال مرحلة مطابقة.
فراغ تقلص دولة التمويه على النحو التالي توزيعات التربيع لإحصاءات التمويه. ومع ذلك، فقد تبين أن عدد من البروتوكولات تتطلب غير غاوس-سيان تنص 5. توليد مباشرة هذه الدول هي مهمة صعبة وتتطلب χ قوية غير linearities 3. إجراء آخر، ولكن الاحتمالية بشرت، يتكون في استخدام اللاخطية التي يسببها قياس عبر تقنية إعداد مشروطة تعمل على الدول جاوس. هنا، ونحن من التفصيل هذا الجيل بروتوكول للدولتين غير التمويه، ودولة واحدة من الفوتون وتراكب الدول متماسكة، وذلك باستخدام اثنين من مختلف المتطابقة مرحلة التذبذب حدودي عن الموارد الأولية. هذه التقنية تتيح تحقيق الدقة العالية مع الدولة المستهدفة وجيل من الدولة في وضع الزمانية المكانية تسيطر عليها بشكل جيد.

Introduction

القدرة على مهندس الدولة الكم من السفر حقول البصرية هو مطلب مركزي للعلوم والتكنولوجيا 1 الكم من المعلومات، بما في ذلك الاتصالات الكم، والحوسبة والمقاييس. هنا، ونحن نناقش إعداد وتوصيف بعض الدول الكم محددة باستخدام كمورد أساسي للضوء المنبعث من استمرار موجة التذبذب حدودي البصرية 3،4 تعمل تحت عتبة. على وجه التحديد، سيتم النظر نظامان - وهو النوع الثاني OPO مطابقة المرحلة ونوع-I OPO - تمكين التوالي الجيل موثوقة من بشرت الفوتونات واحد وتراكبات البصرية متماسكة الدولة (CSS)، أي الدول من النموذج | α > - | α>. هذه الدول هي الموارد الهامة لتنفيذ مجموعة متنوعة من البروتوكولات المعلومات الكم، بدءا من الخطية الكم الضوئية حساب 6 إلى البروتوكولات الهجينة البصرية 5،7. إلى حد كبير، وطريقة ع استياء هنا يسمح الحصول على خليط منخفض من فراغ والانبعاثات إلى وضع الزمانية المكانية تسيطر عليها بشكل جيد.

وبصفة عامة، يمكن تصنيف الدول كدول الكم التمويه والدول غير التمويه وفقا لشكل توزيع شبه احتمال في الفضاء مرحلة تسمى فيغنر ظيفة W (س، ص) 8. بالنسبة للدول غير جاوس، ويمكن وظيفة فيغنر تأخذ القيم السلبية، توقيع قوي من غير كلاسيكاليتي. واحدة من الفوتون أو تراكبات متماسكة الدولة هي في الواقع الدول غير جاوس.

ومن المعروف إجراء كفاءة لتوليد دولا مثل تقنية إعداد المشروطة، حيث يتم الجمع بين موردا التمويه الأولي مع ما يسمى القياس غير التمويه مثل الفوتون العد 9،10،11،12،13. ورسم هذا المخطط العام، ولكن الاحتمالية بشرت، على الشكل 1A.

"FO: محتوى العرض =" 5IN "FO: SRC =" / files/ftp_upload/51224/51224fig1highres.jpg "سرك =" / files/ftp_upload/51224/51224fig1.jpg "/>
الشكل 1 (أ) مخطط المفاهيمي للتقنية إعداد الشرطي. (ب) إعداد الشرطي دولة واحدة من الفوتون من أزواج الفوتون المستقطب متعامد (النوع الثاني OPO) فصل على شعاع الخائن الاستقطاب. (ج) إعداد الشرطي تراكب متماسكة الدولة من خلال طرح والفوتون واحد من دولة فراغ تقلص (النوع الأول OPO).

عن طريق قياس وضع واحد من دولة ثنائية متشابكا، ومن المتوقع وضع الأخرى في الدولة التي سوف تعتمد على هذا القياس وعلى الموارد الأولية متشابكا 12،13.

ما هي الموارد المطلوبة وكشف عن التبشير اللازمة لتوليد الدول المذكورة آنفا؟ يمكن أن تتولد الدول أحادية الفوتون باستخدام الحزم التوأم، أي العدد الفوتون المترابطة الحزم. والكشف عن واحدة فhoton على وضع واحد ثم يبشر الجيل من الفوتون واحد على طريقة أخرى 9،10،14،15. A التردد المنحطة النوع الثاني OPO 16،17،18،19 هو في الواقع مصدر مناسبة تماما لهذا الغرض. إشارة والمهمل الفوتونات هي الفوتون عدد المترابطة والمنبعثة مع الاستقطابات متعامدة. الكشف عن واحدة من الفوتون على وضع الاستقطاب احد مشاريع والآخر في دولة واحدة من الفوتون، كما هو مبين في الشكل 1B.

فيما تراكبات متماسكة الدولة، فإنها يمكن أن تتولد عن طريق طرح على بعد فوتون واحد من حالة فراغ ضغط 20 تم الحصول عليها إما عن طريق نابض مرور واحد حدودي أسفل أو عن طريق التحويل 11،21 نوع-I OPO 22،23. يتم تنفيذ الطرح من خلال استغلال جزء صغير من الضوء على الحزم الخائن وكشف فوتون واحد في هذا الوضع (الشكل 1C). فراغ تقلص هو تراكب حتى الدول الفوتون العدد، وبالتالي طرح ويؤدي واحدة من الفوتونإلى تراكب الغريب الدول الفوتون العدد، والتي لديها الدقة العالية مع تراكب خطي من دولتين متماسكة من السعة متساوية وصغيرة. لهذا السبب، وقد أعطيت اسم 'شرودنغر القط' في بعض الأحيان لهذه الدولة.

الإجراء العامة لتوليد هذه الدول وبالتالي مماثلة، ولكن يختلف من مصدر الضوء الأساسي. تصفية المسار وكشف أساليب التبشير هي نفسها بغض النظر عن نوع OPO المستخدمة. هذه السلسلة من البروتوكولات بالتفصيل كيفية توليد هذه الدول غير جاوس اثنين من استمرار موجة التذبذب حدودي البصرية وكيفية تميز بها بكفاءة عالية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. الضوئية حدودي المذبذب

  1. بناء تجويف الخطية semimonolithic 4 سم طويلة (لتحسين الاستقرار الميكانيكية وتقليل الخسائر داخل التجاويف). وهي مغلفة المرآة المدخلات مباشرة على وجها واحدا من وضوح الشمس غير الخطية.
  2. اختيار انعكاس مقرنة المدخلات من 95٪ للمضخة في 532 نانومتر، وارتفاع انعكاس للإشارة والمهمل في 1،064 نانومتر. عكسيا، اختر مقرنة الانتاج لتكون عاكسة للمضخة والنفاذية T = 10٪ للأشعة تحت الحمراء. المدى الطيفي خالية من OPO يساوي 4.3 غيغاهرتز Δω = وعرض النطاق الترددي حوالي 60 ميغاهرتز. جعل تجويف الرنانة ثلاثة أسباب، أي للمضخة وللحقول تحويلها إلى أسفل.
  3. استخدام الكريستال KTP لنظام OPO النوع الثاني أو الكريستال PPKTP لنوع-I OPO. درجة الحرارة تحقيق الاستقرار في بلورات في درجات حرارة مطابقة المرحلة الخاصة بهم.
  4. استخدام الليزر كمصدر تردد الموجة المستمرة الضعف الثانية: YAG الليزر. ضخ OPO في 532 نانومتر، واستخدام فيضوء frared، بعد تصفية المكانية عن طريق تجويف عالية الجودة (وضع أنظف)، كما مذبذب محلي (LO) للكشف متجانسة التقارن.
  5. تحقيق وضع مطابقة بين المضخة ووضع تجويف.
  6. قفل طول تجويف على صدى مضخة بواسطة تقنية الجنيه-Drever هول. لهذا الغرض، وتطبيق 12 ميغاهيرتز الكهربائية الضوئية التشكيل إلى المضخة وكشف عن الضوء المنعكس الخلفي من تجويف مع المعزل البصرية.

2 إعداد الشرطي: تصفية مسار التبشير

  1. فصل الانتاج OPO في وضعين. واحد يتوافق مع وضع التبشير، في حين أن الآخر هو الدولة بشرت التي سيتم الكشف عنها بواسطة الكشف متجانسة التقارن.
  2. توجيه وضع التبشير نحو كاشف واحدة من الفوتون. على وجه التحديد، لOPO النوع الثاني، فصل الإشارات والمهمل وسائط متعامد بواسطة شعاع الخائن الاستقطاب (PBS). لنوع-I OPO، والاستفادة من جزء صغير (3٪) من فراغ تقلص من قبلشعاع الخائن (BS).
  3. تحديد وضع التبشير لإزالة التردد وسائط غير المنحطة، ويرجع ذلك إلى تجويف OPO. لOPO، والناتج يحتوي على العديد من الواقع ولكن المترابطة فصل طيفيا وسائط البشرى، ω 0 + nΔ ω ω و0-nΔ ω حيث n هو عدد صحيح. لإنشاء دولة بشرت في تردد الناقل، فمن الضروري لتصفية كل من هذه الأوضاع غير المنحطة.
    1. أولا استخدام عامل تصفية متداخلة مع عرض النطاق الترددي من 0.5 نانومتر.
    2. إضافة محلية الصنع الخطية فابري بيرو تجويف مع مجموعة الطيفية خالية من 330 غيغاهرتز، وعرض النطاق الترددي 300 ميغاهيرتز (طول حوالي 0.4 مم والجودة في جميع أنحاء 1،000). يتم اختيار عرض النطاق الترددي تجويف أن يكون أكبر من واحد من OPO والمدى الطيفي تتردد في أن تكون أكبر من إطار التردد من مرشح متداخلة.
    3. تحقيق ما لا يقل عن 25 ديسيبل على الرفض الشامل لأوضاع غير المنحطة.
  4. قفل الترشيح فابري-بيرو تجويف بواسطة تقنية ارتجف وقفل.
    1. لهذا الغرض، حقن الوراء نشر شعاع المساعدة عن طريق التبديل البصرية ورفضه عند مدخل تجويف تصفية من قبل المعزل البصرية. كشف الضوء في الإخراج.
    2. قفل تجويف خلال 10 مللي ثانية وتبدأ بعد فترة القياس عن 90 ميللي ثانية مع مساعدة من شعاع.
  5. الكشف عن وضع التبشير تصفيتها بواسطة كاشف واحد الفوتون خلال فترة القياس. ويستخدم فائقة التوصيل للكشف عن واحدة من الفوتون (SSPD) للحد من كمية الضجيج الظلام (هرتز قليلة)، والتي لولاها تحط من الإخلاص للدولة مشروطة.

3. الكم الدولة المقطعي بواسطة الكشف متجانسة التقارن

  1. كشف الدولة بشرت مع الكشف متجانسة التقارن متوازنة تتألف من 50/50 شعاع الخائن حيث الحقل لتوصيف والمستمر موجة مذبذب محلية قوية (LO، 6 ميغاواط) يتم إحضارها للتدخل، وزوج من الكم عالية ممثل المؤسسةiciency InGaAs فوتوديوديس.
  2. من أجل التوفيق بين الكشف، وضخ في تجويف OPO شعاع مشرق مساعدة في 1،064 نانومتر والمباراة وضع هذا الوضع مع وضع LO. تحقيق الرؤية هامش بالقرب من الوحدة. أي عدم تطابق وضع يترجم إلى خسائر تربيعيا الكشف.
  3. تحقق من خصائص الكشف متجانسة التقارن. مع قوة LO من 6 ميغاواط، والحد من الضوضاء النار (SNL) مسطح يصل إلى 50 ميغاهرتز. هو أكثر من 20 ديسيبل فوق ضجيج الإلكترونية في تحليل التردد المنخفض (ميغاهيرتز)، و 16 ديسيبل أعلاه على التردد تحليل 50 ميغاهيرتز. هذه المسافة هي معلمة حرجة لأنه يترجم إلى خسائر في الكشف (يترجم مسافة 10 ديسيبل (20 ديسيبل) إلى خسارة 10٪ (1٪) فعالة) 24.
  4. لكل حدث الكشف عن كاشف واحد الفوتون، تسجيل photocurrent متجانسة التقارن مع الذبذبات مع معدل أخذ العينات من 5 ع / ثانية خلال 100 نانو ثانية اكتساح المرحلة LO مع مرآة مثبتة على PZT أثناء القياس.
  5. تحديد كل جزء سجلت مع غيفين الزمانية وظيفة واسطة للحصول على كل الإعداد الناجح قيمة التربيع واحد للدولة مشروطة. وظيفة الوضع الأمثل لتحقيق مكاسب منخفض قريب من الدالة الأسية على الوجهين 25 مع ثابت الانحلال يساوي معكوس عرض النطاق الترددي OPO. ويمكن أيضا وضع الأمثل يمكن العثور عليها باستخدام التوسع eigenfunction وظيفة الارتباط الذاتي 26.
  6. تتراكم القياسات (50،000 مطلوبة من أجل التصوير المقطعي) وآخر عملية البيانات مع خوارزمية أقصى احتمال-27. تمكن هذا الإجراء إعادة بناء مصفوفة الكثافة الدولة بشرت وظيفة فيغنر الموافق 8.

4. إعداد الشرطي واحدة فوتون الدولة مع النوع الثاني OPO

  1. ضخ النوع الثاني أقل بكثير من عتبة OPO (1 ميغاواط هنا لعتبة 80 ميغاواط) لديهم احتمال ضعيف جدا من أزواج multiphoton.

5. إعداد الشرطي المتماسكتراكب الدولة مع النوع الأول OPO

  1. تحقق الفراغ تقلص الناتجة عن OPO على مقربة من عتبة مع محلل الطيف. وتظهر أطياف الضوضاء يقاس في الشكل 3.
  2. تشغيل OPO في السلطة مضخة تمكين مراقبة حوالي 3 ديسيبل من الضغط على ترددات منخفضة الجانبي (ميغاهرتز قليلة).
  3. في قياس متجانسة التقارن، المعلومات المرحلة من المهم بالنسبة للدول التي تعتمد على المرحلة مثل الدولة CSS. مسح المرحلة LO مع موجة سن المنشار 10 هرتز مع دورة العمل من 90٪ (الموافق 90 ميللي ثانية من فترة القياس و 10 ميللي ثانية من فترة قفل.) تزامن الاجتياح للتأكد من أنه خلال فترة القياس، وهناك واحد اكتساح الاتجاه احدة من المرآة التي شنت PZT.
  4. استخدام إشارة متجانسة التقارن لقياس التباين ومن ثم استنتاج المرحلة من التربيع قياسها.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

لOPO النوع الثاني وتوليد عالية الدقة للدولة فوتون واحد:
يظهر الإعمار تصوير الشعاعي الطبقي للدولة بشرت في الشكل 2، حيث يتم عرض العناصر قطري مصفوفة الكثافة أعيد بناؤها وظيفة فيغنر المقابلة. دون أي تصحيحات الخسارة، الدولة بشرت يسلك مكون واحد الفوتون عالية مثل 78٪. مع الأخذ في الاعتبار الخسائر الكشف العام (15٪)، والدولة تصل إلى 91٪ من الدقة مع دولة واحدة من الفوتون. المكون اثنين من الفوتون، والذي ينتج من أزواج متعددة الفوتون خلق من عملية التحويل إلى أسفل، يقتصر على 3٪.

لنوع-I OPO وتوليد CSS الدولة:
عتبة نوع-I OPO حوالي 50 ميغاواط. من أجل مراقبة الضغط القوي، ونحن أداء القياسات على مقربة من عتبة، أي مع قوة المضخة من 40 ميغاواط، وتردد في تحليل 5 ميغاهيرتز. كما هو مبين في الشكل 3A، رقاس هو عصر -10.5 ± 0.5 ديسيبل نسبة إلى الضوضاء النار (دون أي تصحيحات، 16 ± 1 ديسيبل إذا صحح لفقدان الكشف عن الضوضاء والالكترونيات)، ومكافحة الضغط هو 19 ± 0.5 ديسيبل. يظهر أطياف الضوضاء كامل 0-50 ميغاهرتز في السلطة مضخة من 40 ميغاواط و 5 ميغاواط في الشكل 3B. في قوة المضخة من 5 ميغاواط، وقيم الضغط ومكافحة الضغط هي نفسها تقريبا، مما يؤدي إلى حالة مع نقاء بالقرب من الوحدة. ويستخدم هذا عالية النقاء تقلص حالة فراغ لإعداد الدولة CSS. ونظرا لإعادة الإعمار تصوير الشعاعي الطبقي للدولة بشرت في الشكل 4، حيث يتم عرض العناصر قطري مصفوفة الكثافة أعيد بناؤها وظيفة فيغنر المقابلة.

الرقم 2
الشكل 2. عالية الدقة دولة واحدة من الفوتون. (أ) ضياء عناصر gonal من المصفوفة الكثافة أعيد بناؤها دون تصحيح من الخسائر الكشف. (ب) الموافق ظيفة فيغنر. س و ص دلالة مكونات التربيع.

الرقم 3
الرقم 3. قياس أطياف الضوضاء من الدول فراغ تقلص الناتجة عن النوع الأول PPKTP OPO. يتم تسجيل جميع البيانات بواسطة محلل الطيف مع قرار عرض النطاق الترددي من 300 كيلو هرتز وعرض النطاق الترددي الفيديو من 300 هرتز. الأطياف هي تطبيع إلى الحد من الضوضاء النار. (أ) الفرق الضوضاء بوصفها وظيفة للمرحلة مذبذب المحلية، على قوة المضخة من 40 ميغاواط وتردد تحليل من 5 ميغاهرتز. (ب) النطاق العريض عصر ما يصل إلى 50 ميغاهرتز للمضخة السلطة من 5 ميغاواط والطاقة من 40 ميغاواط مضخة. الذروة في 12 ميغاهيرتز النتائج من التشكيل الكهربائية الضوئية المستخدمة لقفل التسوس.

ove_content "FO: المحافظة على together.within صفحة =" دائما "> الرقم 4
الشكل 4. تراكب دولة متماسكة (ولاية 'شرودنغر هريرة'). (أ) عناصر قطرية من مصفوفة الكثافة أعيد بناؤها دون تصحيح من الخسائر الكشف. (ب) الموافق ظيفة فيغنر. س و ص دلالة مكونات التربيع.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تقنية إعداد المشروط المقدمة هنا هو دائما التفاعل بين الموارد الثنائية الأولية وقياس يؤديها كاشف التبشير. هذين العنصرين تأثيرا قويا على خصائص الكم للدولة ولدت.

الأولى، ونقاء من الدول مستعدة يعتمد بشدة على واحد من الموارد الأولية، وبالتالي لا بد من OPO 'جيدة'. ما هو OPO 'جيدة'؟ وهو الجهاز الذي وη كفاءة الهروب بالقرب من الوحدة. يتم إعطاء η المعلمة بواسطة نسبة انتقال مقرنة الإخراج، T، ومجموع هذا الإرسال والخسائر داخل تجويف (قادمة من scatterings أو الامتصاص في الكريستال)، L + T. لL معين، ينبغي زيادة انتقال الانتاج، على حساب عتبة زيادة تربيعيا مع هذا الإرسال. كفاءة هروب تعرف بشكل مباشر على كمية ممكنة من الضغط التي يمكن أن تكون obtaiوثيقة نيد لعتبة. هنا، وكفاءة هروب حوالي 96٪ لكلا OPO. لإعداد المشروط، ثم يتم تشغيل OPO بعيدة عن عتبة لضمان نقاء عالية.

عامل آخر يأتي من يبشر الكشف عن واحدة من الفوتون. في المقام الأول، للكشف عن واحدة من الفوتون الحالية هي في معظمها على / قبالة كشف، فقط قادرة على الكشف عن تبشر 1 على الأقل الفوتون. لهذا السبب، من المهم بشكل حاسم أن يكون في النظام حيث احتمال أن يكون اثنين من الفوتونات في مسار تكييف منخفضة جدا مقارنة لاحتمال أن يكون فوتون واحد. ثانيا، يمكن للكشف عن أن تكون صاخبة. مثل هذه الأحداث لا تبشر جيل من الدولة المستهدفة ويؤدي إلى خليط من الدولة بشرت والموارد الأولية. على وجه التحديد، فإنها تؤدي إلى مزيج من فراغ في إعداد واحدة من الفوتون أو من فراغ تقلص في إعداد CSS. في تجربتنا، ونحن نستخدم كاشف فائقة التوصيل واحدة من الفوتون للحد من هذه المساهمة. اله الضوضاء الظلام هو حول بضع هيرتز (في حين معدل تهمة واحدة من الفوتون هو عشرات كيلو هرتز).

طريقة المعروضة هنا تمكن الجيل موثوقة من الدول غير جاوس مع الدقة العالية، تقتصر أساسا من الخسائر في الكشف بسبب مقربة من كفاءة الوحدة الهروب من OPO. وعلاوة على ذلك، فإن وضع الزمانية المكانية تسيطر عليها بشكل جيد في التي يتم إنشاؤها كانت تسهل استخدامها في البروتوكولات اللاحقة حيث قد تحتاج هذه الدول للتدخل في الموارد البصرية الأخرى، على سبيل المثال في تطبيقات البوابة الضوئية 28 أو الهندسة المعقدة الدولة 29.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

Acknowledgments

ويدعم هذا العمل من قبل إيرانيت CHIST-ERA (مشروع 'QScale') والمنحة بدءا ERC 'HybridNet'. يعترف F. باربوسا الدعم من لجنة المصالحة الوطنية وFAPESP، وK. هوانغ بدعم من مؤسسة لمؤلف الوطنية ممتاز الدكتوراه أطروحة الصين (PY2012004) ومجلس المنح الدراسية الصيني. C. فابر وJ. Laurat هي أعضاء في المعهد الجامعي فرنسا.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Pump laser Innolight Diabolo Dual output, IR and 532 nm
KTP and PPKTP crystal Raicol Available from other vendors
Interferential filters Barr associates
High efficiency photodiodes Fermionics Quantum efficiency above 97%
Oscilloscope  Lecroy Wave runner 610 Zi Used for data acquisition
Spectrum analyser Agilent N9000A Available from other vendors
Faraday rotator Qioptic FR-1060-5SC Available from other vendors
PZT PI P-016.00H Available from other vendors
Superconducting single-photon detectors Scontel SSPD low dark counts
Optical switch Thorlabs OSW12-980E Available from other vendors

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Dell'Anno, F., et al. Multiphoton quantum optics and quantum state engineering. Phys. Reports. 428, 53-168 (2006).
  2. O'Brien, J. L., et al. Photonic quantum technologies. Nature Photon. 3, 687-695 (2009).
  3. Bachor, H. -A., Ralph, T. C. A guide to experiments in quantum optics. , Wiley VCH. (2004).
  4. Reid, M. D., et al. The Einstein-Podolsky-Rosen paradox: from concepts to applications. Rev. Mod. Phys. 81, 1727-1751 (2009).
  5. Van Loock, P. Optical hybrid approaches to quantum information. Laser & Photonics Review. 5, 167-200 (2011).
  6. Knill, E., et al. A scheme for efficient quantum computation with linear optics. Nature. 409, 46-52 (2001).
  7. Ralph, T. C., et al. Quantum computation with optical coherent states. Phys. Rev. A. 68, 042319 (2003).
  8. Leonhardt, U. Measuring the quantum state of light. , Cambridge University Press. Cambridge. (1997).
  9. Hong, C. K., Mandel, L. Experimental realization of a localized one-photon state. Phys. Rev. Lett. 56, 58-60 (1986).
  10. Lvovsky, A. I., et al. Quantum state reconstruction of the single-photon Fock state. Phys. Rev. Lett. 87, (2001).
  11. Ourjoumtsev, A., et al. Generating optical Schrödinger kittens for quantum information processing. Science. 312, 83-86 (2006).
  12. D'Auria, V., et al. Effect of the heralding detector properties on the conditional generation of single-photon states. Eur. Phys. Journ. D. 66, 249 (2012).
  13. D'Auria, V., et al. Quantum decoherence of single-photon counters. Phys. Rev. Lett. 107, (2011).
  14. Huisman, S. R., et al. Instant single-photon Fock state tomography. Opt. Lett. 34, 2739-2741 (2009).
  15. Morin, O., et al. High-fidelity single-photon source based on a Type II optical parametric oscillator. Opt. Lett. 37, 3738-3740 (2012).
  16. Ou, Z. Y., et al. Realization of the Einstein-Podolski-Rosen paradox for continuous variables. Phys. Rev. Lett. 68, 3663-3666 (1992).
  17. Laurat, J., et al. Type-II Optical Parametric Oscillator: a versatile source of quantum correlations and entanglement in Quantum information with continuous-variables of atoms and light. , Imperial College Press. (2005).
  18. Laurat, J., et al. Compact source of Einstein-Podolski-Rosen entanglement and squeezing at very low noise frequencies. Phys. Rev. A. 70, (2004).
  19. D'Auria, V., et al. Full characterization of Gaussian bipartite entangled states by a single homodyne detector. Phys. Rev. Lett. 102, (2009).
  20. Dakna, M., et al. Generating Schrödinger-cat-like states by means of conditional measurements on a beam splitter. Phys. Rev. A. 55, 3184-3194 (1997).
  21. Gerrits, T., et al. Generation of optical coherent-state superpositions by number-resolved photon subtraction from the squeezed vacuum. Phys. Rev. A. 82, (2010).
  22. Neergaard-Nielsen, J. S., et al. Generation of a Superposition of Odd Photon Number States for Quantum Information Networks. Phys. Rev. Lett. 97, (2006).
  23. Wakui, K., et al. Photon subtracted squeezed states generated with periodically poled KTiOPO4. Opt. Express. 15, 3568-3574 (2007).
  24. Kumar, R., et al. Versatile wideband balanced detector for quantum optical homodyne tomography. Optics Com. 285, 5259-5267 (2012).
  25. Nielsen, A. E. B., Mølmer, K. Single-photon-state generation from a continuous-wave nondegenerate optical parametric oscillator. Phys. Rev. A. 75, (2007).
  26. Morin, O., et al. Experimentally accessing the optimal temporal mode of traveling quantum light states. Phys. Rev. Lett. 111, 213-602 (2013).
  27. Lvovsky, A. I., Raymer, M. G. Continuous-variable optical quantum-state tomography. Rev. Mod. Phys. 81, 299-332 (2009).
  28. Marek, P., Fiurasek, J. Elementary gates for quantum information with superposed coherent states. Phys. Rev. A. 82, (2010).
  29. Morin, O., et al. Remote creation of hybrid entanglement between particle-like and wave-like optical qubits. Nat. Photonics. Eprint. , (2013).

Tags

الفيزياء، العدد 87، البصريات، البصريات الكم، والهندسة الكم الدولة، حدودي البصرية مذبذب، فراغ تقلص، فوتون مفرد، تراكب دولة متماسكة، وكشف متجانسة التقارن
الدولة الكم هندسة الضوء مع استمرار موجة حدودي البصرية المذبذبات
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Morin, O., Liu, J., Huang, K.,More

Morin, O., Liu, J., Huang, K., Barbosa, F., Fabre, C., Laurat, J. Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators. J. Vis. Exp. (87), e51224, doi:10.3791/51224 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter