用于量子网络节点的光子双量子比特态的高保真集成制备与分析
实现量子网络需要在网络节点进行本地量子信息处理,并实现跨网络的高效量子信息传输。基于绝缘体上硅的集成光子学是量子网络节点的理想平台——该技术支持电信波长光子的低损耗传输,从而与现有光纤网络兼容。该研究团队展示了一款具备双向操作能力的绝缘体上硅集成光子芯片,能够制备任意单量子比特和双量子比特态,并支持双量子比特的完整量子态层析。通过该芯片,该团队实现了光纤耦合的片上制备贝尔态,其制备保真度超过97%。此外,研究人员通过在第一个节点制备双量子比特簇态并在第二个节点完成全量子态层析,实现了90.0(16)%的保真度,成功演示了网络节点间的纠缠分发。这一结果证实了该方案能够实现芯片间纠缠态的传输。双向操作潜力使该电路成为电信量子网络中的多功能节点,既可充当发送单元也可作为接收单元,这为部署全光子多用途量子网络提供了关键要素。