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

Acta Optica Sinica

量子干涉仪灵敏度优化:机制、进展与未来挑战(特邀)

黄文峰 Huang Wenfeng, 赵杰 Zhao Jie, 武泽亮 Wu Zeliang, 袁春华 Yuan Chunhua, 陈丽清 Chen Liqing

Published Jan 1, 2025• 1 citation
Publisher

Abstract

量子干涉仪将量子操控技术与干涉测量技术相结合,利用光场和原子的相互作用,实现对相位敏感物理量的精密测量,其精度可超越经典极限。然而,量子资源固有的脆弱性与复杂性,使得如何充分挖掘其优势以提升干涉仪的相位灵敏度并实现稳定测量,成为推动量子干涉仪走向实际应用的关键挑战。基于线性和非线性量子干涉仪,系统阐述在实际损耗环境下量子干涉相位测量的优化机制及其效果,并介绍此类技术在精密测量、量子信息存储、量子非破坏性测量等前沿领域的应用进展。此外,针对如何维持量子资源的长期稳定性这类应用难题,提出相应的解决方案并展望未来发展方向。

DOI
10.3788/aos251404

Related papers

基于量子纠缠的远程态制备研究进展(特邀)

苏晓龙 Su Xiaolong, 韩冬梅 Han Dongmei, 王娜 Wang Na +1 more

基于远程分发的量子纠缠,远程态制备能够实现量子态的远程制备和操控,是实现量子态传输的一种重要方式。近年来,远程态制备取得了重要研究进展,相继实现了单量子比特、连续变量量子比特、压缩态、非高斯态和光学猫态的远程制备。本文简要介绍远程态制备的基本原理、离散变量和连续变量远程态制备的研究进展及其发展趋势。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2024•11 citations

腔量子电动力学中光子阻塞效应的研究进展(特邀)

唐静 Tang Jing, 邓元刚 Deng Yuangang

光子阻塞效应是腔量子电动力学中的核心非线性现象,通过抑制多光子激发实现单光子或光子束的确定性调控,为量子信息科学的发展提供了关键物理手段。当前研究主要聚焦于常规光子阻塞与非常规光子阻塞两大机制:前者依赖原子-腔强耦合诱导的非谐性能级劈裂,通过能谱非均匀性有效抑制多光子跃迁;后者则利用多路径间的破坏性量子干涉效应,即便在弱耦合条件下也能抑制双光子激发,从而显著降低了对强非线性的需求。两者的协同作用可进一步优化光子阻塞的性能,显著提升阻塞效率。近年来,该领域研究不断拓展至非互易光子阻塞、非线性耗散调控等方向,不仅为理解量子光学中的非线性行为提供了更丰富的理论框架,也为量子信息处理、量子计算和量子精密测量等应用奠定了技术基础。此外,多光子阻塞及其扩展机制的研究也为发展多光子量子技术提供了重要支撑。本综述系统梳理了单光子阻塞、多光子阻塞及其拓展机制的实现方案与最新研究进展,重点探讨其在单光子源、量子信息处理及量子网络等前沿领域的潜在应用。最后,展望了光子阻塞效应未来的发展方向,包括新型非常规光子阻塞机制的探索,以及其在大规模量子信息系统中的应用前景。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2025•3 citations

量子导引理论与实验的最新进展(特邀)

刘童俊 Liu Tongjun, 李剑 LI Jian, Qin Wang

量子导引是量子世界中的一种重要资源,代表了一种介于量子纠缠和贝尔非局域性之间的非经典关联,具有独特的非对称性,在基础物理和应用科学方面均具有重要的研究价值。本文主要对量子导引的基本性质、发展现状,以及未来发展趋势进行了详细的介绍和总结。通过对不同自由度的离散、连续变量量子导引的介绍,揭示其所包含的丰富物理内涵;通过对高维量子导引特性的讨论,展示了其在抗噪声方面的优异性能;通过对量子导引在量子网络、单边设备无关量子密钥分发、量子随机数和量子通信等方向的应用介绍,展现了其在未来量子产业发展方面的巨大潜力。随着量子科技的进步以及人工智能等跨学科方法的引入,量子导引有望在推进量子信息技术的发展和产业落地等方面发挥出重要作用。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2025•1 citation

集成量子密钥分发研究进展(特邀)

张国威 Zhang Guowei, 黄冠中 Huang Guanzhong, 王纺翔 Wang Fangxiang +1 more

量子密钥分发基于量子力学原理,为远程用户提供安全的密钥协同方法,是当前量子信息领域中实用化程度最高的技术之一。集成光学为量子密钥分发的实现提供了理想的技术平台,其成果已在系统规模、成本控制、集成度以及可扩展性等方面展现出显著优势。本文聚焦基于集成光学的量子密钥分发,首先对常用的集成光学材料平台和基础功能单元器件进行了概述;然后侧重系统实用化设计与实现,总结了集成量子密钥分发的代表性工作,并深入分析了集成量子密钥分发器件和系统的实际安全性问题;最后对基于集成器件的量子通信网络的发展进行了展望。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2025•3 citations

量子行走

薛鹏 Xue Peng, 王坤坤 Wang Kunkun

作为经典随机行走在量子世界的对应,量子行走在量子相干性和纠缠的作用下,能够以更快的速度使行走者遍历所有位置,可以应用于实现各类算法,加速解决各类问题。此外,作为描述微观粒子动力学演化的有效模型,量子行走还可以作为普适的平台实现所有幺正演化,实现量子态制备、量子逻辑门操作和量子测量等,进而实现信息处理中所有关键步骤。近年来,量子行走中的新机理和新应用的研究成为了人们普遍关注的焦点。首先介绍量子行走基本模型,再结合近年来本课题组在量子行走方向上取得的相关研究成果,介绍量子行走在实现量子通信、量子计算和量子测量方面的研究进展。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2024•0 citations

原子纠缠增强的量子精密测量(特邀)

陈嘉怡 Chen Jiayi, 贾鑫 Jia Xin, 徐忠孝 Xu Zhongxiao +1 more

量子精密测量是指利用量子资源实现超越经典极限的高精度物理量测量,其中,通过操控原子自旋态制作出原子钟及原子磁力计等高精度量子传感器,可以感知到微小的频率或磁场的变化。自旋压缩态作为一种重要的量子资源,在量子增强领域能够提高测量灵敏度,具有重要的应用价值,因而受到人们的高度关注。基于物理机制的区别分别介绍了三种自旋压缩态的制备方法,回顾了纠缠增强的量子精密测量研究的重要进展,并结合近年来快速发展的可编辑量子多体系统,展望了纠缠增强测量技术未来的发展方向。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2025•3 citations
量子干涉仪将量子操控技术与干涉测量技术相结合,利用光场和原子的相互作用,实现对相位敏感物理量的精密测量,其精度可超越经典极限。然而,量子资源固有的脆弱性与复杂性,使得如何充分挖掘其优势以提升干涉仪的相位灵敏度并实现稳定测量,成为推动量子干涉仪走向实际应用的关键挑战。基于线性和非线性量子干涉仪,系统阐述在实际损耗环境下量子干涉相位测量的优化机制及其效果,并介绍此类技术在精密测量、量子信息存储、量子非破坏性测量等前沿领域的应用进展。此外,针对如何维持量子资源的长期稳定性这类应用难题,提出相应的解决方案并展望未来发展方向。
光子阻塞效应是腔量子电动力学中的核心非线性现象,通过抑制多光子激发实现单光子或光子束的确定性调控,为量子信息科学的发展提供了关键物理手段。当前研究主要聚焦于常规光子阻塞与非常规光子阻塞两大机制:前者依赖原子-腔强耦合诱导的非谐性能级劈裂,通过能谱非均匀性有效抑制多光子跃迁;后者则利用多路径间的破坏性量子干涉效应,即便在弱耦合条件下也能抑制双光子激发,从而显著降低了对强非线性的需求。两者的协同作用可进一步优化光子阻塞的性能,显著提升阻塞效率。近年来,该领域研究不断拓展至非互易光子阻塞、非线性耗散调控等方向,不仅为理解量子光学中的非线性行为提供了更丰富的理论框架,也为量子信息处理、量子计算和量子精密测量等应用奠定了技术基础。此外,多光子阻塞及其扩展机制的研究也为发展多光子量子技术提供了重要支撑。本综述系统梳理了单光子阻塞、多光子阻塞及其拓展机制的实现方案与最新研究进展,重点探讨其在单光子源、量子信息处理及量子网络等前沿领域的潜在应用。最后,展望了光子阻塞效应未来的发展方向,包括新型非常规光子阻塞机制的探索,以及其在大规模量子信息系统中的应用前景。
量子导引是量子世界中的一种重要资源,代表了一种介于量子纠缠和贝尔非局域性之间的非经典关联,具有独特的非对称性,在基础物理和应用科学方面均具有重要的研究价值。本文主要对量子导引的基本性质、发展现状,以及未来发展趋势进行了详细的介绍和总结。通过对不同自由度的离散、连续变量量子导引的介绍,揭示其所包含的丰富物理内涵;通过对高维量子导引特性的讨论,展示了其在抗噪声方面的优异性能;通过对量子导引在量子网络、单边设备无关量子密钥分发、量子随机数和量子通信等方向的应用介绍,展现了其在未来量子产业发展方面的巨大潜力。随着量子科技的进步以及人工智能等跨学科方法的引入,量子导引有望在推进量子信息技术的发展和产业落地等方面发挥出重要作用。
量子密钥分发基于量子力学原理,为远程用户提供安全的密钥协同方法,是当前量子信息领域中实用化程度最高的技术之一。集成光学为量子密钥分发的实现提供了理想的技术平台,其成果已在系统规模、成本控制、集成度以及可扩展性等方面展现出显著优势。本文聚焦基于集成光学的量子密钥分发,首先对常用的集成光学材料平台和基础功能单元器件进行了概述;然后侧重系统实用化设计与实现,总结了集成量子密钥分发的代表性工作,并深入分析了集成量子密钥分发器件和系统的实际安全性问题;最后对基于集成器件的量子通信网络的发展进行了展望。
作为经典随机行走在量子世界的对应,量子行走在量子相干性和纠缠的作用下,能够以更快的速度使行走者遍历所有位置,可以应用于实现各类算法,加速解决各类问题。此外,作为描述微观粒子动力学演化的有效模型,量子行走还可以作为普适的平台实现所有幺正演化,实现量子态制备、量子逻辑门操作和量子测量等,进而实现信息处理中所有关键步骤。近年来,量子行走中的新机理和新应用的研究成为了人们普遍关注的焦点。首先介绍量子行走基本模型,再结合近年来本课题组在量子行走方向上取得的相关研究成果,介绍量子行走在实现量子通信、量子计算和量子测量方面的研究进展。
量子精密测量是指利用量子资源实现超越经典极限的高精度物理量测量,其中,通过操控原子自旋态制作出原子钟及原子磁力计等高精度量子传感器,可以感知到微小的频率或磁场的变化。自旋压缩态作为一种重要的量子资源,在量子增强领域能够提高测量灵敏度,具有重要的应用价值,因而受到人们的高度关注。基于物理机制的区别分别介绍了三种自旋压缩态的制备方法,回顾了纠缠增强的量子精密测量研究的重要进展,并结合近年来快速发展的可编辑量子多体系统,展望了纠缠增强测量技术未来的发展方向。