Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Generation of optical coherent state superpositions for quantum information processing

Anders Tipsmark

Published Jan 1, 2012• 1 citation
OpenAlex

Abstract

I dette projektarbejde med titlen “Generation of optical coherent state superpositions for quantum information processing” har målet været at generere optiske kat-tilstande. Dette er en kvantemekanisk superpositions tilstand af to koherente tilstande med stor amplitude. Sådan en tilstand er interessant indenfor kvanteinformations behandling, da den, hvis den kan dannes tillader implementeringen af kvantekomputere udelukkende ved hjælp af lineære optiske komponenter. Kat-tilstande kan tilnærmelsesvis genereres ved at trække en enkelt foton ud af en squeezed tilstand. En squeezed tilstand er en tilstand, hvor kvantestøjen er reduceret i en af de to kvadratur variable, amplitude eller fase. Dette gøres ved at sende intenst laserlys gennem en ikke-lineær krystal. Herved dannes der foton par ved spontan nedkonvertering, hvor en foton fra laseren spontant spalter i to fotoner med den halve energi. Herefter tappes en brøkdel, ca. 5%, af det genererede squezede lys, til en enkelt foton detektor, som når den detekterer en foton, laver en konditionel præparering af en kat-tilstand i det resterende lys. Dette bliver så herefter karakteriseret ved hjælp af homodyn detektion, så man kan rekonstruere tæthedsmatricen og Wigner-funktionen, som er en grafisk representation af den generede kat-tilstand. Denne fremgangsmåde kan dog kun bruges til at preparere kat-tilstande med forholdsvis små amplituder. For virkeligt at kunne anvendes i kvanteinformatik kræver det kat-tilstande med større amplitude. Disse kan prepareres på forskellige måder. En metode er at trække flere fotoner ud af den squeezede tilstand. Denne fremgangsmåde er dog ikke praktisk da det vil give en drastisk reduktion i genereringfrekvensen. I stedet udviklet har vi en ny metode, hvor vi tager 2 små kat-tilstande og kombinere dem for at lave en større. Denne kombination sker ved inteferens på en beamsplitter og efterfølgende måling af det ene output fra denne. Hvis resultatet af denne måling ligger indenfor et bestemt område vil det andet output være prepareret i en større kat-tilstand. I denne afhandling er der arbejdet med de udfordringer, som er involveret i genereringen af disse tilstande. Der er gennemført en grundig analyse af effektiviteten af den protokol, som ønskes anvendt til generering af kat-tilstande med små amplituder. Efter denne analyse en gennemgang af den mulige protokol, som kan bruges til at generere en større kat-tilstand fra 2 mindre tilstande. Dog blev denne protokol aldrig testet da fokus for projektet skiftede undervejs. Protokollen til generering af små kat-tilstande blev dog implementeret og testet med succes. Kat-tilstande med fideliteter på mere end 50% blev demonstreret for kat-amplituder op til α ≈ 1.3. Samtidigt blev det demonstreret at tilstandende kunne opnå negative værdier, W(0, 0) ≈ −0.05±0.01 i fase-rums fordelingen, også kaldet Wigner funktionen, hvilket er et af de stærkeste beviser på kvante-naturen af de generede tilstande. Alle dele af protokollen blev grundigt testet eksperimentielt og optimeret med henblik på at realisere den succesfulde subtraktion af fotoner fra squeezede tilstande. Efter den succesfulde implementering af dette blev en kvantegate baseret på disse kat-tilstande demonstreret. Dette var en Hadamard gate, som er en enkelt-mode gate, som kan rotere kvantetilstande “45◦”, og derigennem skifte mellem den linære og den diagonale basis. Denne rotation er ikke veldefineret for kat-tilstande, hvilket gør denne implementering af en Hadamard gate særlig, og ekstra udfordrende. Det lykkedes dog at opnå gennemsnitsfideliteter for gaten på F ≈ 70% og dermed demonstrere den særlige kvante-natur af protokollen. Til sidst blev en række mulige protokoller baseret på kat-tilstande præsenteret. Det drejer sig om en protokol til dæmpning af amplituden af en kat-tilstand, en protokol til “rengøring” af en “ødelagt” kat-tilstand og en protokol, som kan dreje en kat-tilstand over i en anden kat-tilstand. Alle disse protokoller er baseret på linære komponenter og Gaussiske målinger, hvilket gør dem ekstra interessante. Med disse protokoller kan en kat-tilstand manipuleres på måder, som potentielt gør det muligt at distribuere kat-tilstande over store afstande vha. fibre, hvilket kan have store muligheder i forhold til f.eks. kvantekommunikation eller distribueret kvantekomputation.

Related papers

Quantum State Manipulation in Temporal Modes of Light

Mads Middelhede Lund

Fremskridtene inden for kvantevidenskab har potentialet til fundamentelt at ændre moderne teknologi. Kvantecomputere kan udføre regninger umulige for en klassisk computer, mens kvantesensorer tillader målinger med hidtil uset præcision. Centralt for disse videnskabelige gennembrud ligger den præcise manipulation af lys og stof gennem deres fælles interaktion, hvilket fremhæver vigtigheden af fremgang i vores teoretiske forståelse af dette felt. Denne afhandling sigter efter at udvide den teoretiske forståelse af lys-stof interaktion mellem propagerende kvantepulser af lys og stationære kvantesystemer. Den generelle beskrivelse af sådanne spredningsprocesser er besværlig på grund af de mange mulige spredningsudfald og behovet for tilpasning af den teoretiske model til det specifikke system og lysets kvantetilstand. Vi introducerer en alsidig teoretisk model, der muliggør en beskrivelse af lys-stof interaktioner mellem forskellige stationære systemer og kvantetilstande af lys. Vi benytter denne model til at undersøge interaktionen mellem et enkelt to-niveau system og en enkelt lys bølgepakke i en Focktilstand. Vores analyse viser, at bestemte bølgepakker af lys undergår en fratrækning af en enkelt foton, når interaktionen restringeres til kun en enkelt propagationsretning af lyset. Den omvendte proces muliggør addition af en enkelt foton til en specifik bølgepakketilstand. Derefter går vi videre til at udvide en af de essentielle lys-stof vekselsvirkningsskemaer mellen klassiske lysfelter og et tre-niveau system i en $\Lambda$-konfiguration, stimuleret Raman adiabatisk passage. Vores undersøgelse udvider dette skema til ikke-klassiske Focktilstande af lysfeltet, hvor vi beskriver de fulde relevante kvante frihedsgrader af både system og lys. Vores fund demonsterer, at dynamikken har stor lighed med den klassiske modpart for store Focktilstande. I det sidste præsenterede projekt skifter vi fokus fra spredningsproblemer til en analyse af et realistisk superledende kredsløb, som er designet til at generere ikke-klassiske propagerende lystilstande. Vi karakteriserer et udgående lysfelt fra kredsløbet og identificerer de faktorer, der har betydning for kvantetilstanden i kredsløbet overføres til en enkelt bølgepakketilstand. Som afrunding opsummerer vi vores opnåede resultater og foreslår fremtidige retninger for denne forskning.

•Jun 27, 2024•0 citations

Optical Cavities as Single Photon Sources

Veronica Øverbye

Nyere arbeid innen kvanteinformasjonsteknologi foreslår å kombinere enkeltatomer og enkeltfotoner for å danne gunnlag for kvantekommunikasjon og -beregninger. I slike oppsett vil evnen til å produsere og manipulere enkeltfotoner være en viktig faktor.\n\nDenne oppgaven er viet til temaet enkeltfotonkilder, basert på enkeltatomer i optiske kaviteter. Vi diskuterer de grunnleggende aspektene i kavitetskvanteelektrodynamikk, og presenterer konseptene bak en optisk kavitet og kvantiseringen av kavitetsfeltet. \nKarakteristiske egenskaper for kavitetsbaserte enkeltfotonkilder studeres ved hjelp av en Jaynes-Cummings modell, bestående av to nivåer. Systemet evalueres i forhold til emisjonseffektivitet for variasjoner i systemparametrene.\n\nTo-nivå systemet utvides til en tre-nivå Λ-modell, koblet til en justerbar laser. Vi viser en laserkontrollert prosedyre for adiabatisk produksjon av enkeltfotoner. Vi bruker en nummerisk Monte Carlo-bølgefunsksjonsmetode for å modellere Lindblads mesterligning for Λ-systemet, og viser også hvordan man kan bruke laseren til å produsere fotoner med en forhåndsdefinert tidsprofil.

•Jan 1, 2012•0 citations

Fiber-based high-dimensional quantum communication using the orbital angular momentum of light

Daniele Cozzolino

Kvantekommunikation, dvs pålidelig overførsel af kvantetilstande over større afstand, er fremkommet som vigtigt forskningsfelt i det seneste årti på grund af den stærke sammenhæng med ikke-lokale kvantesystemer og fuldstændig sikker kommunikation.Kvantekommunikation er i høj grad blevet undersøgt for to-niveau kvante-systemer, q-bits, som bærende enhed for kvanteinformation.Multidimensionale kvantetilstande, q-dits, har dog store fordele i forbindelse med kvantekommunikation sammenlignet med q-bits.Først og fremmest har multidimensionale kvantetilstande evnen til at bære mere information i et enkelt kvantesystem, hvilket kan øge den samlede rate af information, der kan overføres.Frembringelse og håndtering af q-dits er blevet markant forbedret de seneste år, men overførsel af disse tilstande med god kvalitet gennem optisk fiber er stadig en væsentlig udfordring.I løbet af mine tre års PhD studier har vi undersøgt fiber transmission af d-niveau kvantetilstande med det orbitale vinkelmoment (OAM) af lys, som den centrale frihedsgrad til at skabe multidimensionale tilstande.Fibertransmission af disse tilstande er mulig takket være nye fibertyper med ringformede kerner omkring et luftfyldt center.Ved at sende OAM baserede q-dits igennem denne nye type fiber har vi undersøgt både deres udbredelse og deres anvendelse i praktiske kvantekommunikationsprotokoller.Vi har desuden undersøgt pålideligheden af kvantekorrelation i et fotonpar hvoraf den ene er transmitteret gennem en optisk fiber.

•Jan 1, 2020•0 citations

Methods for producing optical coherent state superpositions

Scott Glancy, H. M. Vasconcelos

We discuss several methods to produce superpositions of optical coherent states (also known as “cat states”). Cat states have remarkable properties that could allow them to be powerful tools for quantum information processing and metrology. A number of proposals for how one can produce cat states have appeared in the literature in recent years. We describe these proposals and present a new simulation and analysis of them incorporating practical issues such as photon loss, detector inefficiency, and limited strength of nonlinear interactions. We also examine how each would perform in a realistic experiment.

arXiv:0705.2045•Journal of the Optical Society of America B•Apr 15, 2008•101 citations

Measurement based quantum information with optical frequency combs

Francesco Arzani

Information quantique basée sur la mesure avec des peignes de fréquences optiques Ce manuscrit porte sur l’étude théorique de techniques expérimentales récemment développées pour réaliser des protocoles d’information quantique en variables continues. Les états Gaussiens multi-modes produits par conversion paramétrique de peignes de fréquences optiques jouent un rôle centrale dans ce travail. Ce phénomène permet de générer de façon déterministe un grand nombre d’états Gaussiens de la lumière. L’état de sortie peut ensuite être de-Gaussifié par soustraction ou addition d’un photon dans une superposition cohérente de modes du champ, puis mesuré par détection homodyne. La thèse est organisée en trois projets principaux. Le premier concerne l’optimisation du spectre du laser de pompe pour manipuler l’état de sortie de la conversion paramétrique. Nous avons développé les outils mathématiques pour traiter des profils spectraux avec amplitude et phase spectrales arbitraires. On a ensuite utilisé un algorithme d’optimisation pour trouver les spectres maximisant des différentes propriétés de l’état de sortie. Une importance particulière est donnée à la production d’"états cluster" en variables continues. Les optimisations ont été développées pour prendre en compte les limitations expérimentales pour assurer la faisabilité des forme spectrales dans les expériences. Dans le deuxième projet nous avons étudié comment les états non-Gaussiens obtenus par soustraction d’un photon d’un état comprimé peuvent être utilisés pour le calcul quantique. Nous proposons un protocole inspiré par le paradigme de "calcul quantique basé sur la mesure" qui combine l’état de-Gaussifié et la mesure homodyne pour approximer des opérateurs unitaires non-Gaussiens. On montre que les mêmes résultats peuvent être obtenus avec des mesure projectives sur des états de photon unique. Finalement, le troisième projet porte sur le partage de secret quantique ("quantum secret sharing"). Dans les protocoles de partage de secret quantique un donneur veut distribuer de l’information codée dans un système quantique à plusieurs joueurs d’une façon qui oblige des sous-ensembles de joueurs à collaborer s’ils veulent retrouver l’information originale. Nous avons développé un protocole qui peut être transféré aux expériences de notre groupe et nous avons participé à la formulation d’une preuve de concept expérimentale. À partir de cela, nous avons dérivé des résultats généraux sur le partage et la reconstruction d’états arbitraires de la lumière en utilisant des ressources Gaussiennes.

•Mar 19, 2018•0 citations

Kvante Teleportation

Eugene Simon Polzik, Jens Lykke Sørensen

Kvante teleportation lyder som science fiction, men artiklen demonstrerer, hvordan kvantemekanikkens grundprincipper – især kvantesammenfiltring – muliggør overførsel af kvantetilstande uden fysisk transport af partikler. Sørensen og Polzik forklarer, hvordan en tilstand af et fotonfelt i ét laboratorium kan 'teleporteres' til et andet ved hjælp af en kombination af klassisk kommunikation og kvantemæssige ressourcer. Eksperimentet, som er gennemført med makroskopiske tilstande af lys og ikke enkelte fotoner, gør brug af kvante-optiske teknikker og homodyn detektion. Artiklen er en læseværdig og pædagogisk introduktion til både det fysiske fænomen og den praktiske eksperimentelle realisering, og illustrerer hvordan kvanteinformationsteknologi bevæger sig fra teori til laboratorium.

KVANT•Dec 1, 1999•0 citations
I dette projektarbejde med titlen “Generation of optical coherent state superpositions for quantum information processing” har målet været at generere optiske kat-tilstande. Dette er en kvantemekanisk superpositions tilstand af to koherente tilstande med stor amplitude. Sådan en tilstand er interessant indenfor kvanteinformations behandling, da den, hvis den kan dannes tillader implementeringen af kvantekomputere udelukkende ved hjælp af lineære optiske komponenter. Kat-tilstande kan tilnærmelsesvis genereres ved at trække en enkelt foton ud af en squeezed tilstand. En squeezed tilstand er en tilstand, hvor kvantestøjen er reduceret i en af de to kvadratur variable, amplitude eller fase. Dette gøres ved at sende intenst laserlys gennem en ikke-lineær krystal. Herved dannes der foton par ved spontan nedkonvertering, hvor en foton fra laseren spontant spalter i to fotoner med den halve energi. Herefter tappes en brøkdel, ca. 5%, af det genererede squezede lys, til en enkelt foton detektor, som når den detekterer en foton, laver en konditionel præparering af en kat-tilstand i det resterende lys. Dette bliver så herefter karakteriseret ved hjælp af homodyn detektion, så man kan rekonstruere tæthedsmatricen og Wigner-funktionen, som er en grafisk representation af den generede kat-tilstand. Denne fremgangsmåde kan dog kun bruges til at preparere kat-tilstande med forholdsvis små amplituder. For virkeligt at kunne anvendes i kvanteinformatik kræver det kat-tilstande med større amplitude. Disse kan prepareres på forskellige måder. En metode er at trække flere fotoner ud af den squeezede tilstand. Denne fremgangsmåde er dog ikke praktisk da det vil give en drastisk reduktion i genereringfrekvensen. I stedet udviklet har vi en ny metode, hvor vi tager 2 små kat-tilstande og kombinere dem for at lave en større. Denne kombination sker ved inteferens på en beamsplitter og efterfølgende måling af det ene output fra denne. Hvis resultatet af denne måling ligger indenfor et bestemt område vil det andet output være prepareret i en større kat-tilstand. I denne afhandling er der arbejdet med de udfordringer, som er involveret i genereringen af disse tilstande. Der er gennemført en grundig analyse af effektiviteten af den protokol, som ønskes anvendt til generering af kat-tilstande med små amplituder. Efter denne analyse en gennemgang af den mulige protokol, som kan bruges til at generere en større kat-tilstand fra 2 mindre tilstande. Dog blev denne protokol aldrig testet da fokus for projektet skiftede undervejs. Protokollen til generering af små kat-tilstande blev dog implementeret og testet med succes. Kat-tilstande med fideliteter på mere end 50% blev demonstreret for kat-amplituder op til α ≈ 1.3. Samtidigt blev det demonstreret at tilstandende kunne opnå negative værdier, W(0, 0) ≈ −0.05±0.01 i fase-rums fordelingen, også kaldet Wigner funktionen, hvilket er et af de stærkeste beviser på kvante-naturen af de generede tilstande. Alle dele af protokollen blev grundigt testet eksperimentielt og optimeret med henblik på at realisere den succesfulde subtraktion af fotoner fra squeezede tilstande. Efter den succesfulde implementering af dette blev en kvantegate baseret på disse kat-tilstande demonstreret. Dette var en Hadamard gate, som er en enkelt-mode gate, som kan rotere kvantetilstande “45◦”, og derigennem skifte mellem den linære og den diagonale basis. Denne rotation er ikke veldefineret for kat-tilstande, hvilket gør denne implementering af en Hadamard gate særlig, og ekstra udfordrende. Det lykkedes dog at opnå gennemsnitsfideliteter for gaten på F ≈ 70% og dermed demonstrere den særlige kvante-natur af protokollen. Til sidst blev en række mulige protokoller baseret på kat-tilstande præsenteret. Det drejer sig om en protokol til dæmpning af amplituden af en kat-tilstand, en protokol til “rengøring” af en “ødelagt” kat-tilstand og en protokol, som kan dreje en kat-tilstand over i en anden kat-tilstand. Alle disse protokoller er baseret på linære komponenter og Gaussiske målinger, hvilket gør dem ekstra interessante. Med disse protokoller kan en kat-tilstand manipuleres på måder, som potentielt gør det muligt at distribuere kat-tilstande over store afstande vha. fibre, hvilket kan have store muligheder i forhold til f.eks. kvantekommunikation eller distribueret kvantekomputation.
Fremskridtene inden for kvantevidenskab har potentialet til fundamentelt at ændre moderne teknologi. Kvantecomputere kan udføre regninger umulige for en klassisk computer, mens kvantesensorer tillader målinger med hidtil uset præcision. Centralt for disse videnskabelige gennembrud ligger den præcise manipulation af lys og stof gennem deres fælles interaktion, hvilket fremhæver vigtigheden af fremgang i vores teoretiske forståelse af dette felt. Denne afhandling sigter efter at udvide den teoretiske forståelse af lys-stof interaktion mellem propagerende kvantepulser af lys og stationære kvantesystemer. Den generelle beskrivelse af sådanne spredningsprocesser er besværlig på grund af de mange mulige spredningsudfald og behovet for tilpasning af den teoretiske model til det specifikke system og lysets kvantetilstand. Vi introducerer en alsidig teoretisk model, der muliggør en beskrivelse af lys-stof interaktioner mellem forskellige stationære systemer og kvantetilstande af lys. Vi benytter denne model til at undersøge interaktionen mellem et enkelt to-niveau system og en enkelt lys bølgepakke i en Focktilstand. Vores analyse viser, at bestemte bølgepakker af lys undergår en fratrækning af en enkelt foton, når interaktionen restringeres til kun en enkelt propagationsretning af lyset. Den omvendte proces muliggør addition af en enkelt foton til en specifik bølgepakketilstand. Derefter går vi videre til at udvide en af de essentielle lys-stof vekselsvirkningsskemaer mellen klassiske lysfelter og et tre-niveau system i en Λ\LambdaΛ-konfiguration, stimuleret Raman adiabatisk passage. Vores undersøgelse udvider dette skema til ikke-klassiske Focktilstande af lysfeltet, hvor vi beskriver de fulde relevante kvante frihedsgrader af både system og lys. Vores fund demonsterer, at dynamikken har stor lighed med den klassiske modpart for store Focktilstande. I det sidste præsenterede projekt skifter vi fokus fra spredningsproblemer til en analyse af et realistisk superledende kredsløb, som er designet til at generere ikke-klassiske propagerende lystilstande. Vi karakteriserer et udgående lysfelt fra kredsløbet og identificerer de faktorer, der har betydning for kvantetilstanden i kredsløbet overføres til en enkelt bølgepakketilstand. Som afrunding opsummerer vi vores opnåede resultater og foreslår fremtidige retninger for denne forskning.
Nyere arbeid innen kvanteinformasjonsteknologi foreslår å kombinere enkeltatomer og enkeltfotoner for å danne gunnlag for kvantekommunikasjon og -beregninger. I slike oppsett vil evnen til å produsere og manipulere enkeltfotoner være en viktig faktor.\n\nDenne oppgaven er viet til temaet enkeltfotonkilder, basert på enkeltatomer i optiske kaviteter. Vi diskuterer de grunnleggende aspektene i kavitetskvanteelektrodynamikk, og presenterer konseptene bak en optisk kavitet og kvantiseringen av kavitetsfeltet. \nKarakteristiske egenskaper for kavitetsbaserte enkeltfotonkilder studeres ved hjelp av en Jaynes-Cummings modell, bestående av to nivåer. Systemet evalueres i forhold til emisjonseffektivitet for variasjoner i systemparametrene.\n\nTo-nivå systemet utvides til en tre-nivå Λ-modell, koblet til en justerbar laser. Vi viser en laserkontrollert prosedyre for adiabatisk produksjon av enkeltfotoner. Vi bruker en nummerisk Monte Carlo-bølgefunsksjonsmetode for å modellere Lindblads mesterligning for Λ-systemet, og viser også hvordan man kan bruke laseren til å produsere fotoner med en forhåndsdefinert tidsprofil.
Kvantekommunikation, dvs pålidelig overførsel af kvantetilstande over større afstand, er fremkommet som vigtigt forskningsfelt i det seneste årti på grund af den stærke sammenhæng med ikke-lokale kvantesystemer og fuldstændig sikker kommunikation.Kvantekommunikation er i høj grad blevet undersøgt for to-niveau kvante-systemer, q-bits, som bærende enhed for kvanteinformation.Multidimensionale kvantetilstande, q-dits, har dog store fordele i forbindelse med kvantekommunikation sammenlignet med q-bits.Først og fremmest har multidimensionale kvantetilstande evnen til at bære mere information i et enkelt kvantesystem, hvilket kan øge den samlede rate af information, der kan overføres.Frembringelse og håndtering af q-dits er blevet markant forbedret de seneste år, men overførsel af disse tilstande med god kvalitet gennem optisk fiber er stadig en væsentlig udfordring.I løbet af mine tre års PhD studier har vi undersøgt fiber transmission af d-niveau kvantetilstande med det orbitale vinkelmoment (OAM) af lys, som den centrale frihedsgrad til at skabe multidimensionale tilstande.Fibertransmission af disse tilstande er mulig takket være nye fibertyper med ringformede kerner omkring et luftfyldt center.Ved at sende OAM baserede q-dits igennem denne nye type fiber har vi undersøgt både deres udbredelse og deres anvendelse i praktiske kvantekommunikationsprotokoller.Vi har desuden undersøgt pålideligheden af kvantekorrelation i et fotonpar hvoraf den ene er transmitteret gennem en optisk fiber.
We discuss several methods to produce superpositions of optical coherent states (also known as “cat states”). Cat states have remarkable properties that could allow them to be powerful tools for quantum information processing and metrology. A number of proposals for how one can produce cat states have appeared in the literature in recent years. We describe these proposals and present a new simulation and analysis of them incorporating practical issues such as photon loss, detector inefficiency, and limited strength of nonlinear interactions. We also examine how each would perform in a realistic experiment.
Information quantique basée sur la mesure avec des peignes de fréquences optiques Ce manuscrit porte sur l’étude théorique de techniques expérimentales récemment développées pour réaliser des protocoles d’information quantique en variables continues. Les états Gaussiens multi-modes produits par conversion paramétrique de peignes de fréquences optiques jouent un rôle centrale dans ce travail. Ce phénomène permet de générer de façon déterministe un grand nombre d’états Gaussiens de la lumière. L’état de sortie peut ensuite être de-Gaussifié par soustraction ou addition d’un photon dans une superposition cohérente de modes du champ, puis mesuré par détection homodyne. La thèse est organisée en trois projets principaux. Le premier concerne l’optimisation du spectre du laser de pompe pour manipuler l’état de sortie de la conversion paramétrique. Nous avons développé les outils mathématiques pour traiter des profils spectraux avec amplitude et phase spectrales arbitraires. On a ensuite utilisé un algorithme d’optimisation pour trouver les spectres maximisant des différentes propriétés de l’état de sortie. Une importance particulière est donnée à la production d’"états cluster" en variables continues. Les optimisations ont été développées pour prendre en compte les limitations expérimentales pour assurer la faisabilité des forme spectrales dans les expériences. Dans le deuxième projet nous avons étudié comment les états non-Gaussiens obtenus par soustraction d’un photon d’un état comprimé peuvent être utilisés pour le calcul quantique. Nous proposons un protocole inspiré par le paradigme de "calcul quantique basé sur la mesure" qui combine l’état de-Gaussifié et la mesure homodyne pour approximer des opérateurs unitaires non-Gaussiens. On montre que les mêmes résultats peuvent être obtenus avec des mesure projectives sur des états de photon unique. Finalement, le troisième projet porte sur le partage de secret quantique ("quantum secret sharing"). Dans les protocoles de partage de secret quantique un donneur veut distribuer de l’information codée dans un système quantique à plusieurs joueurs d’une façon qui oblige des sous-ensembles de joueurs à collaborer s’ils veulent retrouver l’information originale. Nous avons développé un protocole qui peut être transféré aux expériences de notre groupe et nous avons participé à la formulation d’une preuve de concept expérimentale. À partir de cela, nous avons dérivé des résultats généraux sur le partage et la reconstruction d’états arbitraires de la lumière en utilisant des ressources Gaussiennes.
Kvante teleportation lyder som science fiction, men artiklen demonstrerer, hvordan kvantemekanikkens grundprincipper – især kvantesammenfiltring – muliggør overførsel af kvantetilstande uden fysisk transport af partikler. Sørensen og Polzik forklarer, hvordan en tilstand af et fotonfelt i ét laboratorium kan 'teleporteres' til et andet ved hjælp af en kombination af klassisk kommunikation og kvantemæssige ressourcer. Eksperimentet, som er gennemført med makroskopiske tilstande af lys og ikke enkelte fotoner, gør brug af kvante-optiske teknikker og homodyn detektion. Artiklen er en læseværdig og pædagogisk introduktion til både det fysiske fænomen og den praktiske eksperimentelle realisering, og illustrerer hvordan kvanteinformationsteknologi bevæger sig fra teori til laboratorium.