径向施密特模式纠缠光子探测器

由自发参量下转换过程(SPDC)产生的高维空间纠缠双光子态,已成为量子信息科学多个应用领域中颇具前景的资源。为充分利用高维纠缠的优势,需具备在施密特基下的探测能力。空间纠缠已在多种模态基(如像素基、方位角基和径向基)中得到探索。其中,像素纠缠和方位角纠缠因其施密特模态可高效访问而被广泛利用,而径向模态纠缠仍未得到充分开发。这是因为对于径向坐标而言,SPDC光子既不存在施密特分解形式,也缺乏测量高维径向施密特模态的技术,这成为利用径向模态优势的主要障碍。本工作中,该团队首先从理论上证明,在典型实验条件下,SPDC双光子态的方位角平均可产生径向施密特分解形式。随后,该研究展示了一种创新方法,通过表征其中一个SPDC光子在径向基下的密度矩阵,提取径向施密特模态及其光谱。最终,该团队首次报道了对多达50个径向施密特模态的径向施密特光谱测量,保真度约为98%。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-24 12:02

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