|
|
Ikuta, R., Kusaka, Y., Kitano, suyoshi, Kato, H., Yamamoto, T., Koashi, M., et al. (2011). Wide-band quantum interface for visible-totelecommunication wavelength conversion. Nat. Comm., 2, 5.
Abstract: Although near-infrared photons in telecommunication bands are required for long-distance quantum communication, various quantum information tasks have been performed by using visible photons for the past two decades. Recently, such visible photons from diverse media including atomic quantum memories have also been studied. Optical frequency down-conversion from visible to telecommunication bands while keeping the quantum states is thus required for bridging such wavelength gaps. Here we report demonstration of a quantum interface of frequency down-conversion from visible to telecommunication bands by using a nonlinear crystal, which has a potential to work over wide bandwidths, leading to a high-speed interface of frequency conversion. We achieved the conversion of a picosecond visible photon at 780 nm to a 1,522-nm photon, and observed that the conversion process retained entanglement between the down-converted photon and another photon.
|
|
|
|
Crespi, A., Ramponi, R., Osellame, R., Sansoni, L., Bongioanni, I., Sciarrino, F., et al. (2011). Integrated photonic quantum gates for polarization qubits. Nat. Comm., 2(566), 6.
Abstract: The ability to manipulate quantum states of light by integrated devices may open new perspectives both for fundamental tests of quantum mechanics and for novel technological applications. However, the technology for handling polarization-encoded qubits, the most commonly adopted approach, is still missing in quantum optical circuits. Here we demonstrate the first integrated photonic controlled-NOT (CNOT) gate for polarization-encoded qubits. This result has been enabled by the integration, based on femtosecond laser waveguide writing, of partially polarizing beam splitters on a glass chip. We characterize the logical truth table of the quantum gate demonstrating its high fidelity to the expected one. In addition, we show the ability of this gate to transform separable states into entangled ones and vice versa. Finally, the full accessibility of our device is exploited to carry out a complete characterization of the CNOT gate through a quantum process tomography.
|
|
|
|
Berlín, G., Brassard, G., Bussières, F., Godbout, N., Slater, J. A., & Tittel, W. (2011). Experimental loss-tolerant quantum coin flipping. Nat. Comm., 2(561), 7.
Abstract: Coin flipping is a cryptographic primitive in which two distrustful parties wish to generate a random bit to choose between two alternatives. This task is impossible to realize when it relies solely on the asynchronous exchange of classical bits: one dishonest player has complete control over the final outcome. It is only when coin flipping is supplemented with quantum communication that this problem can be alleviated, although partial bias remains. Unfortunately, practical systems are subject to loss of quantum data, which allows a cheater to force a bias that is complete or arbitrarily close to complete in all previous protocols and implementations. Here we report on the first experimental demonstration of a quantum coin-flipping protocol for which loss cannot be exploited to cheat better. By eliminating the problem of loss, which is unavoidable in any realistic setting, quantum coin flipping takes a significant step towards real-world applications of quantum communication.
|
|
|
|
Ларионов, П. А., Рябчун, С. А., Финкель, М. И., & Гольцман, Г. Н. (2011). Вывешенный сверхпроводящий детектор терагерцового диапазона. Труды МФТИ, 3(2), 29–30.
Abstract: Рассматриваются технологические особенности создания чувствительного вывешен- ного детектора терагерцевого диапазона на основе плёнки MoRe. Предлагается воз- можный маршрут создания такого детектора и поясняется выбор материалов, ис- пользуемых для создания детектора.
|
|
|
|
Масленникова, А. В., Рябчун, С. А., Финкель, М. И., Каурова, Н. С., Исупова, А. А., Воронов, Б. М., et al. (2011). Широкополосные смесители на горячих электронах на основе NbN наноструктур. Труды МФТИ, 3(2), 31–34.
Abstract: Мы приводим данные исследования полосы преобразования смесителей на горячих электронах (hot-electron bolometer, НЕВ), изготовленных на основе тонких пленок NbN. Зависимость полосы преобразования от длины смесительного элемента находится в прекрасном согласии с результатами теоретической модели HEB-смесителя, в котором энергетическая релаксация электронов одновременно происходит по двум каналам: фононному и диффузионному.
|
|
|
|
Флоря, И. Н., Корнеева, Ю. П., Корнеев, А. А., & Гольцман, Г. Н. (2011). Сверхпроводниковый однофотонный детектор для среднего инфракрасного диапазона на основе узких параллельных полосок. Труды МФТИ, 3(2), 14–17.
Abstract: Мы рассматриваем ультрабыстрый сверхпроводниковый однофотонный детектор (SSPD). SSPD представляет собой тонкопленочную наноструктуру — очень узкую и длинную полоску сверхпроводника, изогнутую в виде меандра, изготовленную из пленки NbN толщиной 4 нм, нанесенной на сапфировую подложку. SSPD хорошо сопрягается с оптоволокном и легко может быть интегрирован в полностью готовую для работы приемную систему. В стремлении продвинуться в средний ИК диапозон нам удалось разработать SSPD в виде параллельно соединенных полосок с шириной полоски всего 50 нм и сохранить при этом сверхпроводящие свойства. Эти детекторы показывают более чем на порядок большую чувствительность на длине волны 3;5 мкм, чем SSPD в виде меандра. Полученные результаты открывают путь к эффективным детекторам среднего ИК-диапазона, обладающим скоростью счета свыше 1 ГГц.
|
|
|
|
Пентин, И. В., Смирнов, К. В., Вахтомин, Ю. Б., Смирнов, А. В., Ожегов, Р. В., Дивочий, А. В., et al. (2011). Быстродействующий терагерцевый приемник и инфракрасный счетчик одиночных фотонов на эффекте разогрева электронов в сверхпроводниковых тонкопленочных наноструктурах. Труды МФТИ, 3(2), 38–42.
Abstract: Представлены результаты создания приемных систем терагерцевого диапазона (0.3-70 ТГц), обладающих рекордным быстродействием (50 пс) и высокой чувствительностью (до 5x 10^(-14) Вт/Гц^(1/2)), а также однофотонных приемных систем ближнего инфракрасного диапазона с квантовой эффективностью 25 %, уровнем темнового счета 10-1c., максимальной скоростью счета ~ 100 МГц и временным разрешением до 50 пс.
|
|
|
|
Novotny, L., & van Hulst, N. (2011). Antennas for light. Nat. Photon., 5(2), 83–90.
Abstract: Optical antennas are devices that convert freely propagating optical radiation into localized energy, and vice versa. They enable the control and manipulation of optical fields at the nanometre scale, and hold promise for enhancing the performance and efficiency of photodetection, light emission and sensing. Although many of the properties and parameters of optical antennas are similar to their radiowave and microwave counterparts, they have important differences resulting from their small size and the resonant properties of metal nanostructures. This Review summarizes the physical properties of optical antennas, provides a summary of some of the most important recent developments in the field, discusses the potential applications and identifies the future challenges and opportunities.
|
|
|
|
Kono, J. (2011). Coherent terahertz control. Nat. Photon., 5, 5–6.
Abstract: Spin and charge terahertz excitations in solids are promising for implementing future technologies such as spintronics and quantum computation, but coherently controlling them has been a significant challenge. Researchers have now manipulated coherent spin waves in an antiferromagnet using the intense magnetic field of ultrashort terahertz pulses.
|
|
|
|
Paiella, R. (2011). Terahertz quantum cascade lasers: Going ultrafast. Nat. Photon., 5, 253–255.
Abstract: A new asynchronous coherent optical sampling method allows for the direct visualization of actively mode-locked quantum cascade laser pulses at terahertz wavelengths.
|
|
