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光子学平台的进步使得对光谱和时域自由度的精确调控成为可能，这一能力对可扩展量子信息系统的发展至关重要。该工作致力于解决在电信波段实现谱-时模式选择性非高斯量子操作的挑战，特别是单光子减除（SPS）与单光子添加（SPA）操作。基于此前近红外波段模式选择性SPS的实验演示，研究人员首次提出采用铌酸锂薄膜非线性波导平台实现模式选择性SPA与SPS的设计框架。通过联合光谱振幅与传递函数建立量子光学响应模型，该团队引入逆向设计优化方案，以确定能最大化模式选择性和态纯度的最优波导与泵浦参数。此方法首先在金属波导结构上进行验证，随后利用薄膜波导的色散工程能力——其通过更强光场约束可增强非线性相互作用。研究结果表明，经定制的非线性过程（特别是参量下转换和频率上转换）能实现对下一代量子光子网络至关重要的高保真非高斯操作。