Bu çalışma ERA-NET Chist-ERA (&#39;QScale&#39; projesi) tarafından ve ERC başlangıç ​​hibe &#39;HybridNet&#39; tarafından desteklenmektedir. F. Barbosa CNR ve FAPESP ve K. Huang Çin Ulusal Mükemmel Doktora Tezi (PY2012004) Yazarı ve Çin Burs Konseyi Vakfı destek gelen desteği kabul eder. C. Fabre ve J. Laurat Institut Universitaire de France üyeleridir.

1.. Akımlı optik parametrik osilatör <ol><li> (Geliştirilmiş mekanik stabilite ve düşük intracavity kayıplar için) 4 cm uzunluğunda semimonolithic doğrusal boşluğu oluşturun. Giriş ayna doğrudan doğrusal olmayan kristalin bir yüzü üzerinde kaplanır. </li><li> 1064 nm&#39;de sinyal ve avara için 532 nm ve yüksek yansıma pompa için% 95 bir giriş bağlantı yansıma seçin. Ters, çıkış bağlantı pompa için son derece yansıtıcı olmak tercih ve geçirgenlik T =% 10 kızılötesi için. OPO serbest spektral aralığı Δω = 4.3 GHz eşittir ve bant genişliği yaklaşık 60 MHz. Yani pompa için ve alt-dönüştürülmüş alanları için, bu alette, boşluk triply rezonans olun. </li><li> Tip-II OPO sistemi ya da tip I OPO bir PPKTP kristali için bir KTP kristal kullanın. Bunların faz eşleştirme sıcaklıklarında kristalleri Sıcaklık stabilize. </li><li> Lazer kaynağı olarak kullanmak, sürekli bir dalga frekansı katlanmış Nd: YAG lazer. 532 nm OPO pompalamak ve in&#39;i kullanabilirfrared ışık, homodin tespiti için yerel bir osilatör (LO) gibi yüksek incelik boşluğu (mod temizleyici), ile uzamsal filtrelemeden sonra. </li><li> Pompa ve kavite modu arasında mod-eşleştirme elde. </li><li> Pound-Drever-Hall tekniği ile pompa rezonans kavite uzunluğu kilitleyin. Bu amaç için, pompa, 12 MHz elektro-optik modülasyonu kullanabilir ve bir optik izolatör ile boşluğundan geri yansıyan ışığı tespit eder. </li></ol> 2 Koşullu Hazırlanışı:. Müjdeleyen Yolu Filtreleme <ol><li> Iki mod OPO çıktı ayırın. Diğer bir homodin algılama aracı tarafından tespit edilecektir habercisi durumdur bir tanesi, habercisi moduna tekabül eder. </li><li> Tek foton detektörü doğru habercisi modunu yönlendirin. Özellikle, tip-II OPO için, bir polarize ışın ayırıcı (PBS) tarafından ortogonal sinyal ve avara modları ayrı. Tip-I OPO, bir ile sıkılmış vakum küçük bir kısmını (% 3) üzerinden dokununışın ayırıcı (BS). </li><li> OPO boşluğu nedeniyle frekans dejenere olmayan modları kaldırmak için habercisi modu filtre. Bir OPO için, çıkış gerçekten çok ikili korelasyon ama Işıksal ayrılır modları, ω içeren 0 + nΔ ω ve ω n bir tamsayı 0-nΔ ω. Taşıyıcı frekansında bir habercisi durumu oluşturmak için, bu dejenere olmayan modları her filtre için gereklidir. <ol><li> 0.5 nm bant genişliği ile ilk bir interferansiyel filtre kullanın. </li><li> 330 GHz ücretsiz bir spektral aralıkta ve 300 MHz (1000 civarında 0.4 mm incelik ve çevresinde uzunluğu) bir bant genişliği ile bir ev yapımı doğrusal Fabry-Perot boşluğu ekleyin. Kavite bant genişliği OPO ve girişimsel filtrenin frekans pencere daha büyük olduğu, serbest spektral aralığının bir daha büyük olacak şekilde seçilir. </li><li> Dejenere olmayan modları en azından genel olarak 25 dB ret elde edin. </li></ol></li><li> Filtreleme Fabry-LockTaklidinin-ve-kilit tekniği ile Perot oyuğu. <ol><li> Bu amaçla, optik bir anahtar üzerinden bir geri yayılan yardımcı ışın enjekte ve bir optik izolatör ile filtre boşluğunun girişinde reddedebilir. Çıkıştaki ışığı algılar. </li><li> 10 msn sırasında boşluğu kilitleyin ve yardımcı-ışın off ile 90 msn için ölçüm döneminden sonra başlar. </li></ol></li><li> Ölçüm döneminde bir tek foton detektör tarafından filtrelenmiş habercisi modunu algılar. Bir süperiletken tek foton dedektörü (SSPD) aksi koşullu devletin sadakat bozacak karanlık gürültü miktarını (birkaç Hz), sınırlamak için kullanılır. </li></ol> Homodin Algılama 3. Kuantum Devlet Tomografi <ol><li> Alan karakterize etmek için bir 50/50 ışın ayırıcı ve güçlü sürekli dalga yerel osilatör (LO, 6 mW) oluşan dengeli bir homodin algılama ile habercisi durumunu algılamak müdahale getirildi ve yüksek kuantum eff bir çifticiency InGaAs fotodiyotları. </li><li> Algılama hizalamak amacıyla, LO modu ile 1064 nm ve çalışma şekli, bu maçı moduna, OPO boşluğuna parlak yardımcı ışın enjekte edilir. Birlik yakın bir saçak görünürlük elde. Herhangi bir mod uyumsuzluk quadratically algılama kayıpları çevirir. </li><li> Homodin algılama özelliklerini denetleyin. 6 mW LO gücü ile, atış gürültü sınır (SNL) 50 MHz&#39;e kadar düzdür. Düşük frekans analizi (MHz), 50 MHz frekansta analiz üzerinde 16 dB elektronik gürültü üzerinde fazla 20 dB&#39;dir. (Bir 10 dB (20 dB) mesafesi,% 10 (% 1) etkin kayıp anlamına) 24 saptanmasında kayıpları anlamına olarak bu mesafe önemli bir parametredir. </li><li> Tek foton detektörü her algılama olayı için, 100 nsaniye sırasında 5 Gs / sn örnekleme oranı ile bir osiloskop ile Homodin photocurrent kaydedin. Ölçüm sırasında bir PZT-monte ayna ile LO faz Sweep. </li><li> Bir gi ile kaydedilen her segment filtreHer başarılı hazırlık koşullu devletin tek bir dördün değeri en edinmek için zamansal modu fonksiyonu ven. Düşük kazanç için en uygun modu fonksiyonu OPO bant genişliği ters eşit bir bozunma sabiti ile çift taraflı üstel fonksiyonu 25 civarındadır. Optimal modu da otokorelasyon fonksiyonunun 26 bir özfonksiyonu açılımı kullanılarak bulunabilir. </li><li> Maksimum olabilirlik algoritması 27 ile ölçümleri (50.000 tomografi için gereklidir) ve post-proses verileri birikir. Bu prosedür müjdeledi devletin yoğunluk matrisi ve ilgili Wigner fonksiyonunun 8 rekonstrüksiyonu sağlar. </li></ol> Tip-II OPO ile Single Photon Devlet 4. Şartlı Hazırlık <ol><li> Multiphoton çiftleri çok düşük bir olasılık için çok eşiği (80 mW eşik için buraya 1 mW) aşağıda tip-II OPO Pompa. </li></ol> Tutarlı 5. Koşullu HazırlıkTip-I OPO ile devlet süperpozisyon <ol><li> Bir spektrum analizörü ile eşiğe yakın OPO tarafından oluşturulan sıkılmış vakum kontrol edin. Ölçülen gürültü spektrumu, Şekil 3 de gösterilmiştir. </li><li> Düşük yan bant frekansları (birkaç MHz) sıkarak yaklaşık 3 dB gözlem sağlayan bir pompa gücünde OPO çalıştırın. </li><li> Homodin ölçümde, faz bilgileri, CSS durum olarak faz bağımlı devletler için önemlidir. % 90 görev döngüsü ile 10 Hz testere dişi dalga ile LO faz Tarama (ölçüm periyodu 90 msn ve dönemi kilitleme 10 msn karşılık.) Ölçüm döneminde, bir tek orada olduğundan emin olmak için süpürme senkronize PZT-monte ayna tek yönlü süpürme. </li><li> Varyans ölçümü ve daha sonra ölçülen karesel fazını anlaması için homodin sinyali kullan. </li></ol>

<ol>
	<li>Dell'Anno, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiphoton+quantum+optics+and+quantum+state+engineering.">Multiphoton quantum optics and quantum state engineering.</a> Phys. Reports. 428, 53-168 (2006).</li><li>O'Brien, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+quantum+technologies.">Photonic quantum technologies.</a> Nature Photon. 3, 687-695 (2009).</li><li>Bachor, H. -. A., Ralph, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A guide to experiments in quantum optics. , (2004).</li><li>Reid, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Einstein-Podolsky-Rosen+paradox:+from+concepts+to+applications.">The Einstein-Podolsky-Rosen paradox: from concepts to applications.</a> Rev. Mod. Phys. 81, 1727-1751 (2009).</li><li>Van Loock, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+hybrid+approaches+to+quantum+information.">Optical hybrid approaches to quantum information.</a> Laser &amp; Photonics Review. 5, 167-200 (2011).</li><li>Knill, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+scheme+for+efficient+quantum+computation+with+linear+optics.">A scheme for efficient quantum computation with linear optics.</a> Nature. 409, 46-52 (2001).</li><li>Ralph, T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+computation+with+optical+coherent+states.">Quantum computation with optical coherent states.</a> Phys. Rev. A. 68, 042319 (2003).</li><li>Leonhardt, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Measuring the quantum state of light. , (1997).</li><li>Hong, C. K., Mandel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+realization+of+a+localized+one-photon+state.">Experimental realization of a localized one-photon state.</a> Phys. Rev. Lett. 56, 58-60 (1986).</li><li>Lvovsky, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+state+reconstruction+of+the+single-photon+Fock+state.">Quantum state reconstruction of the single-photon Fock state.</a> Phys. Rev. Lett. 87, (2001).</li><li>Ourjoumtsev, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generating+optical+Schr&#246;dinger+kittens+for+quantum+information+processing.">Generating optical Schr&#246;dinger kittens for quantum information processing.</a> Science. 312, 83-86 (2006).</li><li>D'Auria, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+the+heralding+detector+properties+on+the+conditional+generation+of+single-photon+states.">Effect of the heralding detector properties on the conditional generation of single-photon states.</a> Eur. Phys. Journ. D. 66, 249 (2012).</li><li>D'Auria, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+decoherence+of+single-photon+counters.">Quantum decoherence of single-photon counters.</a> Phys. Rev. Lett. 107, (2011).</li><li>Huisman, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instant+single-photon+Fock+state+tomography.">Instant single-photon Fock state tomography.</a> Opt. Lett. 34, 2739-2741 (2009).</li><li>Morin, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-fidelity+single-photon+source+based+on+a+Type+II+optical+parametric+oscillator.">High-fidelity single-photon source based on a Type II optical parametric oscillator.</a> Opt. Lett. 37, 3738-3740 (2012).</li><li>Ou, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Realization+of+the+Einstein-Podolski-Rosen+paradox+for+continuous+variables.">Realization of the Einstein-Podolski-Rosen paradox for continuous variables.</a> Phys. Rev. Lett. 68, 3663-3666 (1992).</li><li>Laurat, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Type-II Optical Parametric Oscillator: a versatile source of quantum correlations and entanglement in Quantum information with continuous-variables of atoms and light. , (2005).</li><li>Laurat, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compact+source+of+Einstein-Podolski-Rosen+entanglement+and+squeezing+at+very+low+noise+frequencies.">Compact source of Einstein-Podolski-Rosen entanglement and squeezing at very low noise frequencies.</a> Phys. Rev. A. 70, (2004).</li><li>D'Auria, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Full+characterization+of+Gaussian+bipartite+entangled+states+by+a+single+homodyne+detector.">Full characterization of Gaussian bipartite entangled states by a single homodyne detector.</a> Phys. Rev. Lett. 102, (2009).</li><li>Dakna, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generating+Schr&#246;dinger-cat-like+states+by+means+of+conditional+measurements+on+a+beam+splitter.">Generating Schr&#246;dinger-cat-like states by means of conditional measurements on a beam splitter.</a> Phys. Rev. A. 55, 3184-3194 (1997).</li><li>Gerrits, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+optical+coherent-state+superpositions+by+number-resolved+photon+subtraction+from+the+squeezed+vacuum.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+a+Superposition+of+Odd+Photon+Number+States+for+Quantum+Information+Networks.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photon+subtracted+squeezed+states+generated+with+periodically+poled+KTiOPO4.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Versatile+wideband+balanced+detector+for+quantum+optical+homodyne+tomography.">Versatile wideband balanced detector for quantum optical homodyne tomography.</a> Optics Com. 285, 5259-5267 (2012).</li><li>Nielsen, A. E. B., M&#248;lmer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-photon-state+generation+from+a+continuous-wave+nondegenerate+optical+parametric+oscillator.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimentally+accessing+the+optimal+temporal+mode+of+traveling+quantum+light+states.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous-variable+optical+quantum-state+tomography.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elementary+gates+for+quantum+information+with+superposed+coherent+states.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+creation+of+hybrid+entanglement+between+particle-like+and+wave-like+optical+qubits.">Remote creation of hybrid entanglement between particle-like and wave-like optical qubits.</a> Nat. Photonics. Eprint. , (2013).</li></ol>

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.

Burada sunulan koşullu hazırlama tekniği her zaman ilk ikili kaynak ve habercisi dedektör tarafından gerçekleştirilen ölçüm arasında bir etkileşim olduğunu. Bu iki bileşen, güçlü bir şekilde oluşturulan devlet kuantum özelliklerini etkiler. İlk olarak, hazırlanan devletlerin saflığı şiddetle böylece &#39;iyi&#39; OPO gerekli, ilk kaynağın biri bağlıdır. Bir &#39;iyi&#39; OPO nedir? Bu kaçış verim η birlik yakın olduğu için bir cihazdır. Parametre η ol...

Optik alanları seyahat kuantum durumunu mühendisi yeteneği kuantum iletişim, bilgisayar ve metroloji dahil kuantum bilgi bilim ve teknoloji 1, için merkezi bir gerekliliktir. Burada, birincil kaynak olarak eşiğin altında işletilen sürekli dalga optik parametrik osilatör 3,4 yaydığı ışık kullanarak belirli bazı kuantum devletlerin hazırlanması ve karakterizasyonu tartışmak. Özellikle, iki sistem kabul edilecektir - bir tip-II faz-uyumlu OPO ve tip-I OPO - sırasıyla müjdeledi tek foton ve optik tutarlı devlet superpositions (CSS), form, yani devletlerin güvenilir nesil sağlayan | α &gt; - |-α&gt;. Bu devletler lineer optik kuantum hesaplama 6 hibrit optik protokollere 5,7 arasında değişen kuantum bilgi protokolleri çeşitli uygulanması için önemli kaynaklar vardır. Önemli bir şekilde, bu yöntem p<html> Burada reddetmiş iyi kontrollü zamanmekansal moduna vakum ve emisyon düşük bir karışımını elde edilmesini mümkün kılar. Genel olarak konuşursak, kuantum devletler Wigner fonksiyonu W (x, p) 8 denilen faz uzayında yarı olasılık dağılımının şekline göre Gauss devletler ve non-Gauss devletler olarak sınıflandırılabilir. Olmayan Gauss devletler için, Wigner işlevi olmayan classicality güçlü bir imza negatif değerler alabilir. Tek foton veya tutarlı devlet süperpozisyonları aslında olmayan Gauss devletler vardır. Bu tür durumları üretilmesi için etkili bir yöntem, bir ilk kaynak gibi Gaussian foton sayma 9,10,11,12,13 olarak adlandırılan bir non-Gauss ölçümü ile birleştirilir koşullu hazırlama tekniği olarak bilinir. Bu genel şema, olasılık ama habercisi, Şekil 1a üzerinde planlanır. &quot;Fo: İçerik-width =&quot; 5in &quot;fo: src =&quot; / files/ftp_upload/51224/51224fig1highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/51224/51224fig1.jpg &quot;/&gt; Şekil 1,. (A) koşullu hazırlama tekniğine kavramsal şeması. (B) dik-polarize foton çiftleri (tip-II AFE) den tek foton devlet Şartlı hazırlanması bir polarize ışın splitter üzerinde ayrıldı. Sıkılmış bir vakum devlet bir tek foton çıkarılarak tutarlı bir devlet süperpozisyon (c) Koşullu hazırlığı (tip-I AFE). Bir bipartit dolaşmış devletin bir mod ölçerek, diğer mod bu ölçüm ve ilk dolaşmış kaynak 12,13 bağlıdır bir duruma yansıtılır. Anılan durumlarını oluşturmak için gerekli gerekli kaynak ve habercisi dedektör nelerdir? Tek foton devletler ikiz kirişler kullanılarak oluşturulabilir, kirişler yani foton-numarasını ilişkilidir. Tek-p tespititek modunda Hoton sonra diğer moda 9,10,14,15 tek-foton kuşağı habercisidir. Bir frekans, dejenere tip-II OPO 16,17,18,19 gerçekten de bu amaç için çok uygun bir kaynağıdır. Sinyal ve avara fotonlar foton sayısı korelasyon ve dik kutuplaşmalar ile yayılan vardır. Şekil 1b&#39;de gösterildiği gibi, bir polarizasyon modunda tek foton algılama, tek foton duruma diğerini yansıtır. Tutarlı devlet superpositions gelince, onlar 11,21 dönüşüm-aşağı ya da bir tarafından tip-I 22,23 OPO ya elde sıkılmış bir vakum devlet 20 darbeli tek-geçişli parametrik tek bir foton çıkarılarak oluşturulabilir. Çıkarma, bir ışın dağıtıcı üzerindeki ışığın küçük bir bölümünü çekme ve bu modda tek foton (Şekil 1c) tespit edilmesi ile gerçekleştirilir. Bir sıkılmış vakum böylece tek-foton yol çıkarılarak, hatta foton-sayı devletlerin bir süperpozisyon olduğunueşit ve küçük genlikli iki tutarlı devletlerin doğrusal süperpozisyon ile yüksek sadakat sahip tek foton sayısı devletler, bir süperpozisyon için. Bu nedenle, adı &#39;Schrödinger&#39;in kedi&#39; bazen bu devlete verilmiştir. Bu durumları üretilmesi için genel prosedür, böylece benzer, ancak, birincil ışık kaynağı ile farklılık gösterir. Heralding yol ve algılama teknikleri Filtreleme OPO türü kullanılıyor olursa olsun aynıdır. Nasıl sürekli dalga optik parametrik osilatör bu iki non-Gauss durumlarını oluşturmak ve nasıl yüksek verimlilik ile karakterize etmek protokolleri ayrıntı mevcut serisi.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="623">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pump laser</td>
			<td style="width:71px;">Innolight</td>
			<td style="width:119px;">Diabolo</td>
			<td style="width:217px;">Dual output, IR and 532 nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">KTP and PPKTP crystal</td>
			<td style="width:71px;">Raicol</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Available from other vendors</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Interferential filters</td>
			<td style="width:71px;">Barr associates</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">High efficiency photodiodes</td>
			<td style="width:71px;">Fermionics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Quantum efficiency above 97%</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Oscilloscope&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Lecroy</td>
			<td style="width:119px;">Wave runner 610 Zi</td>
			<td>Used for data acquisition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Spectrum analyser</td>
			<td style="width:71px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">N9000A</td>
			<td>Available from other vendors</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Faraday rotator</td>
			<td style="width:71px;">Qioptic</td>
			<td style="width:119px;">FR-1060-5SC</td>
			<td>Available from other vendors</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PZT</td>
			<td style="width:71px;">PI</td>
			<td style="width:119px;">P-016.00H</td>
			<td>Available from other vendors</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Superconducting single-photon detectors</td>
			<td style="width:71px;">Scontel</td>
			<td style="width:119px;">SSPD</td>
			<td>low dark counts</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Optical switch</td>
			<td style="width:71px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">OSW12-980E</td>
			<td>Available from other vendors</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"></td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantum state engineering of light with continuous-wave optical parametric oscillators

Elektromanyetik alanın klasik olmayan devletlerin mühendislik kuantum optik 1,2 için merkezi bir görevdir. Onların temel önemde ötesinde, bu tür devletlerin gerçekten gelişmiş metroloji kuantum iletişim ve bilgisayar arasında değişen, çeşitli protokoller uygulanması için kaynaklar vardır. Çeşitli cihazlar bu tip bir tekli vericiler, hafif madde arayüzleri ya da doğrusal olmayan sistemler 3 gibi klasik olmayan durumları, oluşturmak için kullanılabilir. Bir sürekli dalga optik parametrik osilatör 3,4 kullanımına burada odaklanır. Bu sistem, bir optik boşluğunun içine sokulan bir doğrusal olmayan χ 2 kristal dayanır ve şu anda bu tek modlu veya kristal bağlı olarak iki-modlu sıkılmış vakum olmayan klasik ışık, çok etkili bir kaynak olarak iyi bilinir faz eşleme. Onun dördün dağılımları Gauss istatistikleri aşağıdaki gibi sıkılmış vakum bir Gauss durumdur. Ancak, bu protokolleri olmayan Gaus gerektiren bu sayı gösterilmiştirsian 5 devletler. Doğrudan bu tür durumları oluşturma zor bir iştir ve güçlü χ 3 lineer olmayan gerektirecektir. Olasılıklı ama müjdeledi başka prosedür, Gauss devletlere işletilen bir koşullu hazırlama tekniği ile ölçüm kaynaklı doğrusalsızlık kullanarak oluşur. Burada, birincil kaynaklar olarak iki farklı faz uyumlu parametrik osilatörler kullanarak olmayan iki Gauss devletler, tek foton devlet ve tutarlı devletlerin bir süperpozisyon için biz detay bu nesil protokol. Bu teknik bir iyi-kontrollü zamanmekansal modunda hedeflenen devlet ve devletin nesil bir yüksek sadakat ulaşmanızı sağlar.

Tip-II OPO ve yüksek sadakat, tek foton devletin nesil için: Habercisi devletin tomografi yeniden yeniden yoğunluk matrisi ve karşılık gelen Wigner fonksiyonunun çapraz elemanlar görüntülenir Şekil 2, gösterilmiştir. Herhangi bir kayıp düzeltmeler olmadan, müjdeledi devlet% 78 gibi yüksek bir tek-foton bileşeni arzetmektedir. Dikkate genel algılama kayıpları (% 15) alarak, devlet tek-foton devlet ile% 91 oranında bir sadakat ulaşır. Aşağı dönüştürme işlemi oluştur...

Watch this Scientific Journal Video about Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators at JoVE.com

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

Biz optik parametrik osilatör tarafından yayılan non-klasik ışık işletilen bir koşullu hazırlama yöntemi kullanılarak, tek foton devletler ve tutarlı bir devlet superpositions dahil optik alanları, seyahat olmayan Gauss devletlerin güvenilir nesil açıklar. Tip I ve tip-II faz-eşleşti osilatörler olarak kabul edilir ve bu gibi gerekli frekans filtreleme veya homodyning tarafından yüksek verimli kuantum devlet karakterizasyonu gibi ortak işlemler, detaylı vardır.

Sürekli dalga Optik Parametrik Osilatörler ile Işığın kuantum Devlet Mühendislik

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

quantum-state-engineering-light-with-continuous-wave-optical

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Transient and Steady-state Response Analysis

SCIENTISTS IN ACTION

14.4K Görüntüleme.  Université Pierre et Marie Curie, Ecole Normale Supérieure, CNRS.  Biz optik parametrik osilatör tarafından yayılan non-klasik ışık işletilen bir koşullu hazırlama yöntemi kullanılarak, tek foton devletler ve tutarlı bir devlet superpositions dahil optik alanları, seyahat olmayan Gauss devletlerin güvenilir nesil açıklar. Tip I ve tip-II faz-eşleşti osilatörler olarak kabul edilir ve bu gibi gerekli frekans filtreleme veya homodyning tarafından yüksek verimli kuantum devlet karakterizasyonu gibi ortak işlemler, det...

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

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Today's telecommunication is based on optical packets which transmit the information in optical fiber networks around the world. Currently, the processing of the signals is done in the electrical domain. Direct storage in the optical domain would avoid the transfer of the packets to the electrical and back to the optical domain in every network node and, therefore, increase the speed and possibly reduce the energy consumption of telecommunications. However, light consists of photons which propagate with the speed of light in vacuum. Thus, the storage of light is a big challenge. There exist some methods to slow down the speed of the light, or to store it in excitations of a medium. However, these methods cannot be used for the storage of optical data packets used in telecommunications networks. Here we show how the time-frequency-coherence, which holds for every signal and therefore for optical packets as well, can be exploited to build an optical memory. We will review the background and show in detail and through examples, how a frequency comb can be used for the copying of an optical packet which enters the memory. One of these time domain copies is then extracted from the memory by a time domain switch. We will show this method for intensity as well as for phase modulated signals.

The article describes a procedure to store optical data packets with an arbitrary modulation, wavelength, and data rate. These packets are the basis of modern telecommunications.

Optik Veri paketler için yarı-ışık Depolama

Today's telecommunication is based on optical packets which transmit the information in optical fiber networks around the world. Currently, the processing ...

Mühendislik

Gradient Echo Quantum Memory in Warm Atomic Vapor

Gradient echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in atomic ensembles. The primary motivation for such a technology is that quantum key distribution (QKD), which uses Heisenberg uncertainty to guarantee security of cryptographic keys, is limited in transmission distance. The development of a quantum repeater is a possible path to extend QKD range, but a repeater will need a quantum memory. In our experiments we use a gas of rubidium 87 vapor that is contained in a warm gas cell. This makes the scheme particularly simple. It is also a highly versatile scheme that enables in-memory refinement of the stored state, such as frequency shifting and bandwidth manipulation. The basis of the GEM protocol is to absorb the light into an ensemble of atoms that has been prepared in a magnetic field gradient. The reversal of this gradient leads to rephasing of the atomic polarization and thus recall of the stored optical state. We will outline how we prepare the atoms and this gradient and also describe some of the pitfalls that need to be avoided, in particular four-wave mixing, which can give rise to optical gain.

The gradient echo memory is a protocol for storing optical quantum states of light in atomic ensembles. Quantum memory is a key element of a quantum repeater, which can extend the range of quantum key distribution. We outline the operation of the scheme when implemented in a 3-level atomic ensemble.

Sıcak Atom Vapor Gradient Echo Kuantum Hafıza

Gradient  echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in  atomic ensembles. The primary motivation for such a technology ...

Nanofabrication of Gate-defined GaAs/AlGaAs Lateral Quantum Dots

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and entanglement, to solve certain problems exponentially faster than with the best known algorithms on a classical computer. Gate-defined lateral quantum dots on GaAs/AlGaAs are one of many avenues explored for the implementation of a qubit. When properly fabricated, such a device is able to trap a small number of electrons in a certain region of space. The spin states of these electrons can then be used to implement the logical 0 and 1 of the quantum bit. Given the nanometer scale of these quantum dots, cleanroom facilities offering specialized equipment- such as scanning electron microscopes and e-beam evaporators- are required for their fabrication. Great care must be taken throughout the fabrication process to maintain cleanliness of the sample surface and to avoid damaging the fragile gates of the structure. This paper presents the detailed fabrication protocol of gate-defined lateral quantum dots from the wafer to a working device. Characterization methods and representative results are also briefly discussed. Although this paper concentrates on double quantum dots, the fabrication process remains the same for single or triple dots or even arrays of quantum dots. Moreover, the protocol can be adapted to fabricate lateral quantum dots on other substrates, such as Si/SiGe.

This paper presents a detailed fabrication protocol for gate-defined semiconductor lateral quantum dots on gallium arsenide heterostructures. These nanoscale devices are used to trap few electrons for use as quantum bits in quantum information processing or for other mesoscopic experiments such as coherent conductance measurements.

Gate tanımlı GaAs / AlGaAs Yanal Kuantum Noktalarının nano fabrikasyon

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and ...

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed polymer optical fiber is composed of 80,000 strands of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and polystyrene (PS) that are randomly mixed and drawn into a square cross section optical fiber with a side width of 250 &mu;m. Initially, each strand is 200 &mu;m in diameter and 8-inches long. During the mixing process of the original fiber strands, the fibers cross over each other; however, a large draw ratio guarantees that the refractive index profile is invariant along the length of the fiber for several tens of centimeters. The large refractive index difference of 0.1 between the disordered sites results in a small localized beam radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers. The input light is launched from a standard single mode optical fiber using the butt-coupling method and the near-field output beam from the disordered fiber is imaged using a 40X objective and a CCD camera. The output beam diameter agrees well with the expected results from the numerical simulations. The disordered optical fiber presented in this work is the first device-level implementation of 2D Anderson localization, and can potentially be used for image transport and short-haul optical communication systems.

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. This microstructured fiber can transport a small localized beam with a radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers.

Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned and bonded silicon wafers. Unlike confinements in porous materials often used for these types of experiments3, bonded wafers provide predesigned uniform spaces for confinement. The geometry of each cell is well known, which removes a large source of ambiguity in the interpretation of data.
Exceptionally flat, 5 cm diameter, 375 &#181;m thick Si wafers with about 1 &#181;m variation over the entire wafer can be obtained commercially (from Semiconductor Processing Company, for example). Thermal oxide is grown on the wafers to define the confinement dimension in the z-direction. A pattern is then etched in the oxide using lithographic techniques so as to create a desired enclosure upon bonding. A hole is drilled in one of the wafers (the top) to allow for the introduction of the liquid to be measured. The wafers are cleaned2 in RCA solutions and then put in a microclean chamber where they are rinsed with deionized water4. The wafers are bonded at RT and then annealed at ~1,100 &#176;C. This forms a strong and permanent bond. This process can be used to make uniform enclosures for measuring thermal and hydrodynamic properties of confined liquids from the nanometer to the micrometer scale.

A method for permanently bonding two silicon wafers so as to realize a uniform enclosure is described. This includes wafer preparation, cleaning, RT bonding, and annealing processes. The resulting bonded wafers (cells) have uniformity of enclosure ~1%1,2. The resulting geometry allows for measurements of confined liquids and gasses.

Silikon Doğrudan Gofret Yapıştırma ile Tek tip Nano ölçekli Boşlukların İmalatı

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

Construction and Characterization of External Cavity Diode Lasers for Atomic Physics

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and Titanium Sapphire lasers as the workhorse laser of atomic physics labs1,2. Their versatility and prolific use throughout atomic physics in applications such as absorption spectroscopy and laser cooling1,2 makes it imperative for incoming students to gain a firm practical understanding of these lasers. This publication builds upon the seminal work by Wieman3, updating components, and providing a video tutorial. The setup, frequency locking and performance characterization of an ECDL will be described. Discussion of component selection and proper mounting of both diodes and gratings, the factors affecting mode selection within the cavity, proper alignment for optimal external feedback, optics setup for coarse and fine frequency sensitive measurements, a brief overview of laser locking techniques, and laser linewidth measurements are included.

This is an instructional paper to guide the construction and diagnostics of external cavity diode lasers (ECDLs), including component selection and optical alignment, as well as the basics of frequency reference spectroscopy and laser linewidth measurements for applications in the field of atomic physics.

Atom Fiziği Harici Boşluk Diode Lazer İnşaatı ve Karakterizasyonu

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including microresonators. However, because of the increased acoustic radiative losses during direct liquid immersion of optomechanical devices, almost all published optomechanical experiments have been performed in solid phase. This paper discusses a recently introduced hollow microfluidic optomechanical resonator. Detailed methodology is provided to fabricate these ultra-high-Q microfluidic resonators, perform optomechanical testing, and measure radiation pressure-driven breathing mode and SBS-driven whispering gallery mode parametric vibrations. By confining liquids inside the capillary resonator, high mechanical- and optical- quality factors are simultaneously maintained.

Parametric optomechanical excitations have recently been experimentally demonstrated in microfluidic optomechanical resonators by means of optical radiation pressure and stimulated Brillouin scattering. This paper describes the fabrication of these microfluidic resonators along with methodologies for generating and verifying optomechanical oscillations.

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

Sıvı Ortamda Darbeli UV Lazer Radyasyonla Silikon Yüzey Islanabilirliği Seçici Alan Değişikliği

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active layer which consists of blue-fluorescent poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) and &#960;-conjugated triphenylamine molecules. This white light emission originates from exciplexes formed between PFD and amines in electronically excited states. A device containing PFD, 4,4&#39;,4&#39;&#39;-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2-TNATA), Poly(ethylene oxide) and K2CF3SO3 showed white light emission with Commission internationale de l&#39;&#233;clairage (CIE) coordinates of (0.33, 0.43) and a Color Rendering Index (CRI) of Ra = 73 at an applied voltage of 3.5 V. Constant voltage measurements showed that the CIE coordinates of (0.27, 0.37), Ra of 67, and the emission color observed immediately after application of a voltage of 5 V were nearly unchanged and stable after 300 sec.

The authors present a method for fabricating stable white-light-emitting electrochemical cells utilizing emission from exciplexes formed between a blue-emitting fluorene polymer and aromatic amines.

Beyaz Fabrikasyon Exciplexes gelen Kararlı Emisyon ile elektrokimyasal Hücreleri Işık yayan

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

Işık saçılma Profiler (SLPS) Tabanlı Metodoloji İntraoküler Lenslerden İleri ve Geri Işık Saçılımını Kantitatif Olarak Değerlendirmek İçin Tarama

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...