从经典到量子几何相的转移,用于无干涉相位测量与量子态操控

几何相位起源于量子态的周期性演化(例如庞加莱球上的偏振态演变),传统上需通过干涉测量法进行观测,但这种方法常会引入动态相位的干扰。该研究团队提出了一种基于纠缠光子对量子关联的非干涉测量技术,用于测量经典光束的几何相位。当泵浦光束在庞加莱球上经历偏振态周期性演化时,其几何相位会转移到萨格纳克干涉仪内通过自发参量下转换产生的偏振纠缠光子对上,这种方法能实现对量子态的便捷调控。 通过对生成量子态的表征,研究人员发现泵浦光束的几何相位可精确调控符合计数率、纠缠可见度、贝尔参数、量子态层析保真度等指标,实验结果与理论预测高度吻合。该团队观察到贝尔参数和态保真度会随几何相位变化呈现正弦调制,从而实现正交贝尔态与类贝尔最大纠缠态之间的转换。这项研究证实经典泵浦光的几何相位可作为量子态调控的可调参数,为量子光子系统提供了紧凑、被动的相位操控平台,可基于几何相位实现量子逻辑门操作,并补偿量子态传输过程中获得的寄生相位。

量科快讯