izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-370Research ArticleОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯOPTICOPHYSICAL MEASUREMENTSМетрология одиночных фотонов для квантовых информационных технологийМагницкийС. А.noemail@neicon.ruФроловцевД. Н.noemail@neicon.ruАгаповД. П.noemail@neicon.ruДёминА. В.demin@vniiofi.ruКрутиковВ. Н.noemail@neicon.ruЛевинГ. Г.noemail@neicon.ruМосковский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измеренийRussian Federation201707022023032429Copyright © Магницкий С.А., Фроловцев Д.Н., Агапов Д.П., Дёмин А.В., Крутиков В.Н., Левин Г.Г., 20232023Магницкий С.А., Фроловцев Д.Н., Агапов Д.П., Дёмин А.В., Крутиков В.Н., Левин Г.Г.Магницкий С.А., Фроловцев Д.Н., Агапов Д.П., Дёмин А.В., Крутиков В.Н., Левин Г.Г.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/370

Предложен новый подход к метрологии оптических измерений - квантовая метрология фотонов. Рассмотрена специфика измерений квантовых состояний поляризации одиночных и запутанных по поляризации фотонов. Сформулированы основные задачи современной метрологии фотонов.

A new approach to the metrology of optical measurements - the quantum metrology of photons is proposed. The specific character of measurements of the quantum states of polarization of single photons and polarization-entangled photons is considered. The basic problems standing before the contemporary metrology of photons were formulated.

фотоникаквантовые состояниязапутанные фотоныквантовая телепортацияphotonicsquantum statesentangled photonsquantumReferencesBiever С. China’s quantum space pioneer: We need to explore the unknown // Nature News. 2016. 13 January.Biever С. China’s quantum space pioneer: We need to explore the unknown // Nature News. 2016. 13 January.Cerberis QKD Blade [Электрон. ресурс] http://www.idquantique.com/quantum-safe-crypto/qkd-blade-server/ (дата обращения: 05.09.2016).Cerberis QKD Blade [Электрон. ресурс] http://www.idquantique.com/quantum-safe-crypto/qkd-blade-server/ (дата обращения: 05.09.2016).Ma X. S., Herbst T., Scheidl T., Wang D., Kropatschek S., Naylor W., Wittmann B., Mech A., Kofler J., Anisimova E., Makarov V. Quantum teleportation over 143 kilometres using active feed-forward // Nature. 2012. V. 489. No. 7415. P. 269-273.Ma X. S., Herbst T., Scheidl T., Wang D., Kropatschek S., Naylor W., Wittmann B., Mech A., Kofler J., Anisimova E., Makarov V. Quantum teleportation over 143 kilometres using active feed-forward // Nature. 2012. V. 489. No. 7415. P. 269-273.Yin J., Ren J. G., Lu H., Cao Y., Yong H. L., Wu Y.P., Liu C., Liao S. K., Zhou F., Jiang Y., Cai X. D. Quantum teleportation and entanglement distribution over 100-kilometer free-space channels // Nature. 2012. V. 488. No. 7410. P. 185-188.Yin J., Ren J. G., Lu H., Cao Y., Yong H. L., Wu Y.P., Liu C., Liao S. K., Zhou F., Jiang Y., Cai X. D. Quantum teleportation and entanglement distribution over 100-kilometer free-space channels // Nature. 2012. V. 488. No. 7410. P. 185-188.Ursin R., Tiefenbacher F., Schmitt-Manderbach T., Weier H., Scheidl T., Lindenthal M., Blauensteiner B., Jennewein T., Perdigues J., Trojek P., Omer B. Entanglement-based quantum communication over 144 km // Nature physics. 2007. V. 3. No. 7. P. 481-486.Ursin R., Tiefenbacher F., Schmitt-Manderbach T., Weier H., Scheidl T., Lindenthal M., Blauensteiner B., Jennewein T., Perdigues J., Trojek P., Omer B. Entanglement-based quantum communication over 144 km // Nature physics. 2007. V. 3. No. 7. P. 481-486.Wang S., Chen W., Guo J. F., Yin Z. Q., Li H. W., Zhou Z., Guo G. C., Han Z. F. 2 GHz clock quantum key distribution over 260 km of standard telecom fiber // Opt. let. 2012. V. 37. No. 6. P. 1008-1010.Wang S., Chen W., Guo J. F., Yin Z. Q., Li H. W., Zhou Z., Guo G. C., Han Z. F. 2 GHz clock quantum key distribution over 260 km of standard telecom fiber // Opt. let. 2012. V. 37. No. 6. P. 1008-1010.D. R. Schilling. World’s First «Hack-Proof» Quantum Communications Satellite to Launch in 2016. January 5, 2016 [Электрон. версия] http://www.industrytap.com/worlds-first-hack-proof-quantum communications-satellite-launch-2016/33613 (дата обращения: 05.09.2016).D. R. Schilling. World’s First «Hack-Proof» Quantum Communications Satellite to Launch in 2016. January 5, 2016 [Электрон. версия] http://www.industrytap.com/worlds-first-hack-proof-quantum communications-satellite-launch-2016/33613 (дата обращения: 05.09.2016).Tiarks D., Schmidt S., Rempe G., S. Durr S. Optical phase shift created with a single-photon pulse // Sci. Advanс. 2016. V. 2. No. 4. P. e1600036.Tiarks D., Schmidt S., Rempe G., S. Durr S. Optical phase shift created with a single-photon pulse // Sci. Advanс. 2016. V. 2. No. 4. P. e1600036.Zwinkels J. C., Ikonen E., Fox N. P., Ulm G., Rastello M. L. Photometry, radiometry and ‘the candela’: evolution in the classical and quantum world // Metrologia. 2010. V. 47. No. 5. P. R15 - R32.Zwinkels J. C., Ikonen E., Fox N. P., Ulm G., Rastello M. L. Photometry, radiometry and ‘the candela’: evolution in the classical and quantum world // Metrologia. 2010. V. 47. No. 5. P. R15 - R32.Magnitskiy S., Frolovtsev D., Firsov V., Gostev P., Protsenko I., Saygin M. A SPDC-Based Source of Entangled Photons and its Characterization // J. Russian Laser Res. 2015. V. 36. No. 6. P. 618-629.Magnitskiy S., Frolovtsev D., Firsov V., Gostev P., Protsenko I., Saygin M. A SPDC-Based Source of Entangled Photons and its Characterization // J. Russian Laser Res. 2015. V. 36. No. 6. P. 618-629.D’Ariano G. M., Paris M. G., Sacchi M. F. Quantum Tomography // Adv. Imaging Electron. Phys. 2003. V. 128. P. 206.D’Ariano G. M., Paris M. G., Sacchi M. F. Quantum Tomography // Adv. Imaging Electron. Phys. 2003. V. 128. P. 206.Клышко Д. Н. Когерентный распад фотонов в нелинейной среде // Письма в ЖЭТФ. 1967. № 6. С. 490.Клышко Д. Н. Когерентный распад фотонов в нелинейной среде // Письма в ЖЭТФ. 1967. № 6. С. 490.Einstein A., Podolsky B., Rosen, N. Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? // Рhys. Rev. 1935. V. 47. No. 10. P. 777.Einstein A., Podolsky B., Rosen, N. Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? // Рhys. Rev. 1935. V. 47. No. 10. P. 777.Kwiat P. G., Waks E., White A. G., Appelbaum I., Eberhard P. H. Ultrabright source of polarization-entangled photons // Phys. Rev. A. 1999. V. 60. P. R773.Kwiat P. G., Waks E., White A. G., Appelbaum I., Eberhard P. H. Ultrabright source of polarization-entangled photons // Phys. Rev. A. 1999. V. 60. P. R773.Jozsa R. Fidelity for mixed quantum states // J. Mod. Opt. 1994. V. 41. P. 2315.Jozsa R. Fidelity for mixed quantum states // J. Mod. Opt. 1994. V. 41. P. 2315.Wooters W. K. Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. No.10. P. 2245-2248.Wooters W. K. Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. No.10. P. 2245-2248.Bouwmeester D., Ekert A., Zeilinger A. The physics of quantum information. Berlin: Springer, 2000.Bouwmeester D., Ekert A., Zeilinger A. The physics of quantum information. Berlin: Springer, 2000.Smithey D. T., Beck M., Cooper J., Raymer M. G. Measurement of number-phase uncertainty relations of optical fields // Phys. Rev. A. 1993. V. 48. No. 4. P. 3159.Smithey D. T., Beck M., Cooper J., Raymer M. G. Measurement of number-phase uncertainty relations of optical fields // Phys. Rev. A. 1993. V. 48. No. 4. P. 3159.James D. F. V., Kwiat P. G., Munro W. J., A.G. White A. G. Measurement of qubits // Phys. Rev. A. 2001. V. 64. No. 5. P. 052312.James D. F. V., Kwiat P. G., Munro W. J., A.G. White A. G. Measurement of qubits // Phys. Rev. A. 2001. V. 64. No. 5. P. 052312.Kravtsov K. S., Straupe S. S., Radchenko I. V., Houlsby N. M. T., Huszár F., Kulik S. P. Experimental adaptive Bayesian tomography // Phys. Rev. A. 2013. V. 87. No. 6. P. 062122.Kravtsov K. S., Straupe S. S., Radchenko I. V., Houlsby N. M. T., Huszár F., Kulik S. P. Experimental adaptive Bayesian tomography // Phys. Rev. A. 2013. V. 87. No. 6. P. 062122.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.