Метод прямой генерации многомерных бифотонных состояний с поляризационно-частотной квантовой запутанностью

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Мы предлагаем подход к прямой генерации в микроструктурированном волокне многомерного бифотонного состояния, объединяющего поляризационную и частотную квантовую запутанность световых мод видимого и инфракрасного диапазона. Показана возможность управления поляризационными состояниями и выравнивания амплитуд всех генерируемых спектральных мод без существенного снижения скорости генерации. Обсуждаются перспективы использования многомерных бифотонных состояний в оптической квантовой обработке и квантовых коммуникациях.

Об авторах

М. А. Смирнов

Казанский квантовый центр, Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева – КАИ

Email: maxim@kazanqc.org
Казань, Россия

А. М. Смирнова

Казанский квантовый центр, Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева – КАИ

Email: email@example.com
Казань, Россия

О. А. Ермишев

Казанский квантовый центр, Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева – КАИ

Email: email@example.com
Казань, Россия

К. С. Мельник

Казанский квантовый центр, Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева – КАИ

Email: email@example.com
Казань, Россия

С. А. Моисеев

Казанский квантовый центр, Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева – КАИ

Email: email@example.com
Казань, Россия

Список литературы

  1. M. Erhard, M. Krenn, and A. Zeilinger, Nat. Rev. Phys. 2(7), 365 (2020).
  2. Y. Wang, Z. Hu, B. C. Sanders, and S. Kais, Front. Phys. 8, 589504 (2020).
  3. D. Cozzolino, B. Da Lio, D. Bacco, and L. K. Oxenløwe, Advanced Quantum Technologies 2(12), 1900038 (2019).
  4. A. Burlakov, M. Chekhova, O. Karabutova, D. Klyshko, and S. Kulik, Phys. Rev. A 60(6), R4209 (1999).
  5. A. V. Burlakov and M. V. Chekhova, JETP Lett. 75, 432 (2002).
  6. Y. I. Bogdanov, R. F. Galeev, S. P. Kulik, G. A. Maslennikov, and E. V. Moreva, JETP Lett. 82, 164 (2005).
  7. A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412(6844), 313 (2001).
  8. D. Turaykhanov, D. Akatev, I. Latypov, A. Shkalikov, and A. Kalachev, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 84, 304 (2020).
  9. D. Turaykhanov, D. Akat’ev, A. Vasiliev, F. Ablayev, and A. Kalachev, Phys. Rev. A 104(5), 052606 (2021).
  10. D. Kalashnikov, V. Karasev, K. Katamadze, S. Kulik, and A. Solov’ev, JETP 108, 33 (2009).
  11. K. G. Katamadze, A. V. Pashchenko, A. V. Romanova, and S. P. Kulik, JETP Lett. 115(10), 581 (2022).
  12. H.-H. Lu, M. Liscidini, A. L. Gaeta, A. M. Weiner, and J. M. Lukens, Optica 10(12), 1655 (2023).
  13. S. Ramelow, L. Ratschbacher, A. Fedrizzi, N. Langford, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 103 (25), 253601 (2009).
  14. S. Francesconi, A. Raymond, R. Duhamel, P. Filloux, A. Lemaˆitre, P. Milman, M. Amanti, F. Baboux, and S. Ducci, Photonics Research 11(2), 270 (2023).
  15. H.-H. Lu, M. Alshowkan, K. V. Myilswamy, A. M. Weiner, J. M. Lukens, and N. A. Peters, Opt. Lett. 48(22), 6031 (2023).
  16. C. Vendromin, J. Sipe, and M. Liscidini, Phys. Rev. A 111(4), 043711 (2025).
  17. H.-H. Lu, J. M. Lukens, M. Alshowkan, B. T. Kirby, and N. A. Peters, Optica Quantum 2(4), 282 (2024).
  18. Д. Н. Клышко, Успехи физических наук 158(6), 327 (1989).
  19. P. Kolchin, Phys. Rev. A 75, 033814 (2007).
  20. W. Wasilewski, T. Fernholz, K. Jensen, L. S. Madsen, H. Krauter, C. Muschik, and E. S. Polzik, Opt. Express 17, 14444 (2009).
  21. H. Krauter, C. A. Muschik, K. Jensen, W. Wasilewski, J. M. Petersen, J. I. Cirac, and E. S. Polzik, Phys. Rev. Lett. 107, 080503 (2011).
  22. E. S. Moiseev, A. Tashchilina, S. A. Moiseev, and A. I. Lvovsky, New J. Phys. 22, 013014 (2020).
  23. C. Reimer, M. Kues, P. Roztocki, B. Wetzel, F. Grazioso, B. E. Little, S. T. Chu, T. Johnston, Y. Bromberg, L. Caspani, D. J. Moss, and R. Morandotti, Science 351(6278), 1176 (2016).
  24. X. Lu, Q. Li, D. A. Westly, G. Moille, A. Singh, V. Anant, and K. Srinivasan, Nat. Phys. 15(4), 373 (2019).
  25. I. N. Chuprina, N. S. Perminov, D. Y. Tarankova, and A. A. Kalachev, Laser Phys. Lett. 15, 105104, (2018).
  26. H.-K. Lau, H. Qiao, A. A. Clerk, and T. Zhong, Phys. Rev. Lett. 134(5), 053602 (2025).
  27. H. An, Z. Li, and M. Hosseini, APL Quantum 2, 026134 (2025).
  28. S. A. Moiseev, M. M. Minnegaliev, K. I. Gerasimov, E. S. Moiseev, A. D. Deev, and Y. Y. Balega, Uspekhi Fizicheskikh Nauk 195(5), 455 (2025).
  29. M. Kues, C. Reimer, J. M. Lukens, W. J. Munro, A. M. Weiner, D. J. Moss, and R. Morandotti, Nat. Photonics 13(3), 170 (2019).
  30. N. Petrov, A. Voronin, A. Fedotov, and A. Zheltikov, Phys. Rev. A 100(3), 033837 (2019).
  31. K. Garay-Palmett, D. B. Kim, Y. Zhang, F. A. Dom´ınguez-Serna, V. O. Lorenz, and A. B. U’Ren, JOSA B 40(3), 469 (2023).
  32. B. J. Smith, P. Mahou, O. Cohen, J. Lundeen, and I. Walmsley, Opt. Express 17(26), 23589 (2009).
  33. D. De la Torre-Robles, F. Dominguez-Serna, G. L. Osorio, A. B. U’Ren, D. Bermudez, and K. GarayPalmett, Sci. Rep. 11(1), 18092 (2021).
  34. M. A. Smirnov, I. V. Fedotov, A. M. Smirnova, A. F. Khairullin, A. B. Fedotov, and S. A. Moiseev, Opt. Lett. 49, 3838 (2024).
  35. A. Khairullin, A. Smirnova, N. Arslanov, A. Fedotov, S. Moiseev, I. Fedotov, and M. Smirnov, JETP Lett. 119(5), 345 (2024).
  36. J. Fulconis, O. Alibart, J. L. O’Brien, W. J. Wadsworth, and J. G. Rarity, Phys. Rev. Lett. 99(12), 120501 (2007).
  37. J. Chen, K. F. Lee, X. Li, P. L. Voss, and P. Kumar, New J. Phys. 9(8), 289 (2007).
  38. A. Riazi, E. Y. Zhu, D. Xu, and L. Qian, npj Quantum Inf. 10(1), 38 (2024).
  39. J. Fulconis, O. Alibart, W.Wadsworth, P. S. J. Russell, and J. Rarity, Opt. Express 13(19), 7572 (2005).
  40. K. Garay-Palmett, H. McGuinness, O. Cohen, J. Lundeen, R. Rangel-Rojo, A. U’ren, M. Raymer, C. McKinstrie, S. Radic, and I. Walmsley, Opt. Express 15(22), 14870 (2007).
  41. J. Chen, X. Li, and P. Kumar, Physical Review A– Atomic, Molecular, and Optical Physics 72(3), 033801 (2005).
  42. G. P. Agrawal, Nonlinear fiber optics, in Nonlinear Science at the Dawn of the 21st Century, Springer, Berlin Heidelberg (2000), p. 195.
  43. Y.-H. Kim, S. P. Kulik, and Y. Shih, Phys. Rev. A 62(1), 011802 (2000).
  44. C. Law, I. A. Walmsley, and J. Eberly, Phys. Rev. Lett. 84(23), 5304 (2000).
  45. K. Saitoh and M. Koshiba, J. Light. Technol. 23(11), 3580 (2005).
  46. K. Sulimany and Y. Bromberg, npj Quantum Inf. 8(1), 4 (2022).
  47. NKT Photonics, Nonlinear Fibers Datasheet, https://www.nktphotonics.com/products/opticalfibers-andmodules/ nonlinear-photonic-crystal-fibers/.
  48. O. Alibart, J. Fulconis, G. Wong, S. Murdoch, W. Wadsworth, and J. Rarity, New J. Phys. 8(5), 67 (2006).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025