欢迎来到量子测量和通信实验室(QMC). 我们小组主要从事非经典光场的产生和制备及其在量子测量、量子信息等方面的应用。
我们先后完成了“突破散粒噪声极限的吸收系数测量”、“频率可调谐的非经典光场的产生与应用研究”以及“量子离物传态实验研究”，“连续变量量子态传输与量子克隆”，“级联非线性过程中多色多组份纠缠研究”等项目。目前，主要开展空间和时间多模非经典态光场的产生及量子精密测量研究：连续变量超纠缠态的产生，空间压缩纠缠态的产生，空间位移、倾斜及光束轨道角动量及空间转角精密测量，时域飞秒脉冲压缩纠缠态的产生及时间精密测量研究，波粒二象性与不确定性原理的实验证明。
Manipulation of continuous variable orbital angular momentum squeezing and entanglement by pump shaping
Authors：Zhi Li, Xulian Guo, Hengxin Sun, Kui Liu, and Jiangrui Gao
在本文中，我们首次直接利用光学参量振荡器(OPO)产生了LG0(+1)模式的- 5.4 dB和LG0(-1)模式的- 5.3 dB的OAM模式压缩态。此外，我们还证明了通过控制两种不同模式光束的相对相位来操纵OPO的非线性过程，分别产生了OAM模压缩态和纠缠态，从而产生了两种不同的空间多模泵浦光束。我们通过间接测量HG10(45◦)模式和HG10(135◦)模式的压缩，以及直接测量LG0(+1)和LG0(-1)模式之间的纠缠来表征Laguerre-Gaussian (LG)纠缠态。OAM量子态的有效操纵为高维量子信息和量子计量需求的连续可变量子态生成和构建提供了新的见解
Continuous variable spin–orbit total angular momentum entanglement on the higher-order Poincaré sphere
Authors：Hui Guo, Na Liu, Hengxin Sun, Kui Liu, and Jiangrui Gao
本文研究了光参量下变换过程中的自旋轨道全角动量纠缠。利用色散和散光补偿的单光参量振荡器，实验直接产生了四对纠缠矢量涡旋模，并首次在量子高阶庞加莱球上刻画了自旋轨道量子态，并证明了自旋轨道全角动量Stokes纠缠关系。这些态在高维量子通信和多参数测量中具有潜在的应用。
Optical spring effect enhanced by optical parametric amplifier
Authors：Jue Zhang，Hengxin Sun，Hui Guo，Carl Blair，Vladimir Bossilkov，Michael Page，Xu Chen，Jiangrui Gao，Li Ju，Chunnong Zhao
Generation of continuous-variable high-dimensional entanglement with three degrees of freedom and multiplexing quantum dense coding
Authors：Hui Guo, Na Liu, Zhi Li, Rongguo Yang, Hengxin Sun, Kui Liu, Jiangrui Gao
本文报道了由单个II型光学参量振荡器(OPO)腔直接产生的具有三个自由度(频率、偏振和轨道角动量)的连续变量高维纠缠。通过补偿频率模式中的色散和高阶横模中的散射，OPO能够同时振荡并输出数千个纠缠对。通过14对Hermite-Gaussian模式相关测量，验证了三自由度高维纠缠同时具有频率梳、自旋和轨道角动量纠缠。然后，利用纠缠资源还证明了“空频”复用量子密集编码通信。它显示了高维量子纠缠在实现大容量量子任务方面的巨大优势。
Higher-OrderSpatiallySqueezedBeamforEnhancedSpatial Measurements
Authors：Zhi Li, Hui Guo, Hongbo Liu, Jiaming Li, Hengxin Sun, Rongguo Yang, Kui Liu, Jiangrui Gao
提出了一种利用一种新的量子态——m阶空间压缩态实现超量子极限激光束高精度空间测量的方案，该量子态是亮HGm,0模相干态和压缩真空HGm+1,0模的组合。利用一个混合谐振光学参量放大器，实验证明了产生最大模阶为5的矩形高阶模压缩光的有效技术。此外，构造了四阶倾斜压缩光束和位移压缩光束，并用于空间倾斜和位移测量，从而将信噪比比HG0,0模提高了10和8.6dB。结果表明，高阶空间压缩态提高了超光噪极限的测量精度，并且在反作用噪声抑制方面更为突出。
Squeezing-enhanced rotating-angle measurement beyond the quantum limit
Authors：Kui Liu, Chunxiao Cai, Juan Li, Long Ma, Hengxin Sun, and Jiangrui Gao
利用量子光源，量子计量可以提高测量精度。这里我们介绍一种提高转角测量的方案。通过理论证明，借助一种量子态我们叫它轨道角动量位置压缩态和平衡零拍探测。我们实验上证明了超越标准量子极限3dB的转角测量。接下来我们讨论了，进一步提高测量精度需要更高阶的轨道角动量位置压缩光。该方法有望在未来的实际当中应用，比如高灵敏的赛格尼克干涉仪。
Generation of a continuous-variable quadripartite cluster state multiplexed in the spatial domain
Authors：Chunxiao Cai, Long Ma, Juan Li, Hui Guo, Kui Liu, Hengxin Sun, Rongguo Yang, Jiangrui Gao
在高度纠缠网络当中，cluster态在更大的信息容量和基于测量的量子计算当中具有潜在应用价值。这里我们报道了在单个光学参量振荡器中产生连续变量四组份空间正交模式cluster态，并且通过优化泵浦模式进一步提高了纠缠质量。与基模泵浦进行对比，使用最佳泵浦模式增强了33%。我们的方法可以拓展到空间领域当中。这种空间四组份cluster态有望应用于未来的空间量子信息处理的方案。
Small-displacement measurements using high-order Hermite-Gauss modes
Authors：Hengxin Sun, Kui Liu, Zunlong Liu, Pengliang Guo, Junxiang Zhang and Jiangrui Gao
Experimental Generation of Continuous-Variable Hyperentanglement in an Optical Parametric Oscillator
Authors：Kui Liu, Jun Guo, Chunxiao Cai, Shuaifeng Guo, and Jiangrui Gao
我们报道了在单个二类光学参量振荡器中同时具有偏振与轨道角动量纠缠的连续变量超纠缠态光场。通过补偿空间模式的像散，我们产生了一对厄米高斯模纠缠光束。通过关联测量，通过常用的纠缠判据我们证明了产生了连续变量超纠缠态光场。
