半导体-超导体结构中环形电流的轨道角动量纠缠光子发射

该团队从理论上证明,半导体中诱导的超导环形电流在载流子复合时会发射轨道角动量纠缠光子对。通过结合宏观金兹堡-朗道理论与微观巴丁-库珀-施里弗(BCS)理论,该团队研究了超导发光二极管(SLED)在超导序参量具有空间变化相位分布时的发射特性。该团队指出,在具有环形超导电流的SLED有源区中,辐射复合过程继承了序参量的相位,并导致光子对被发射到具有不同OAM量子数的模式中。该团队证明了超导量子比特本征态的相干叠加也可以映射到发射光子态的相干叠加。该团队还表明,由热激发准粒子引起的其他复合过程不会显著降低态纯度。该团队的研究结果提出了一种生成OAM纠缠光子的原创方案,该方案提供了一种将超导量子比特信息传输到光子通道的新方法,从而弥合了固态平台与光子平台在量子通信与信息处理之间的差距。

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提交arXiv: 2026-05-19 18:00

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