Metod pryamoy generatsii mnogomernykh bifotonnykh sostoyaniy s polyarizatsionno-chastotnoy kvantovoy zaputannost'yu

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

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.

About the authors

M. A. Smirnov

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

Email: maxim@kazanqc.org
Казань, Россия

A. M. Smirnova

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

Email: email@example.com
Казань, Россия

O. A. Ermishev

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

Email: email@example.com
Казань, Россия

K. S. Mel'nik

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

Email: email@example.com
Казань, Россия

S. A. Moiseev

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

Email: email@example.com
Казань, Россия

References

  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).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences