利用非相干光产生近乎理想的不可区分双光子态
高纯度量子态是先进量子信息处理的核心。光子的不可区分度对从光量子计算到精密计量等应用至关重要——双光子Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉效应提供了严格的量化手段,其可见度成为光源质量的终极衡量标准。传统观点认为相干泵浦是制备量子光源的必要条件,这使得非相干光源在当前量子技术中的应用受到极大限制。该研究团队通过倍频放大自发辐射光产生的非相干光,制备出了不可区分的双光子态。理论分析表明:泵浦光的相位随机性不会影响双光子强度干涉的符合计数可见度;而时间非相干性反而增强了二次谐波过程中生成光谱的对称性。实验中,非相干泵浦光子源的预示效率达约60%,符合计数与偶然计数比超过15000倍。观测到的HOM干涉条纹在未使用任何光谱滤波的情况下可见度达99.1%,证实了光子近乎理想的不可区分性。该工作揭示了二阶非线性相互作用中时间相干性的作用,为利用易获取的非相干光构建高质量量子光源开辟了新途径。
