针对干涉场重建的非线性光学光源的安全性度量
非线性光学光源能够生成与底层材料动力学本质相关(而非通过外部调制施加)的光子量子态。本文研究了由二维钙钛矿(PEA)₂PbI₄通过四波混频产生的信号场的基本量子通信指标。通过极化分辨干涉测量结合布洛赫矢量的微观非线性响应模型,研究人员从实验信号场中重构了有效的单光子极化密度矩阵,并评估了相应的Holevo界和有效秘密比特率作为相干时间、布居时间和探测波长的函数。研究发现,纳入相干时间自由度后,各激子共振区域的Holevo界系统性地降低了约2.6-5.8%,表明当对完整多维参数空间进行采样时,极化态的可区分性降低。为将极化态不可区分性与实验可实现的吞吐量相联系,该团队进一步引入了一个有效秘密比特/脉冲度量指标,该指标无需光子数分辨检测即可快速评估候选材料的安全信息吞吐量。对于当前系统,通过自旋相关演化控制布居时间所获得的秘密比特率显著高于操纵相干时间的结果,而与单激子和双激子共振相关的光谱区域则定义了安全通信的互补工作区间。更广泛而言,该工作将非线性光谱学定位为一个探索框架,用以研究新兴光学材料如何以有利于现有量子通信方案的方式生成和构建量子态。

