在零额外损耗多路复用架构中,利用相位匹配谱岛实现高保真度准确定性纠缠态生成
虽然光子纠缠态的制备与分发技术已较为成熟,但现有演示速率远未达到量子互联网的需求标准。该研究团队提出并分析了一种光谱复用方案,其纠缠分发速率显著超越现有技术水平。该方案基于Chen等人在《物理评论应用》19卷054209期(2023年)提出的零附加损耗复用(ZALM)思想——一种实现高保真度、准确定性纠缠生成的方法。然而,Chen团队的ZALM方案需要多达800个光谱通道才能实现其宣称的高保真、准确定量、高速率纠缠生成。该研究团队改进的ZALM版本相较原方案实现了显著性能提升:借鉴Morrison团队在《APL光子学》7卷066102期(2022年)的研究成果,该方案通过畴工程χ²晶体产生具有8个离散且光谱可分解频率仓的双光子波函数。改进后的ZALM自发参量下转换器(SPDC)仅需少量相位匹配光谱岛(NI≪800)即可生成双模压缩真空态,使得该分析能够涵盖多阶光子对效应、部分贝尔态测量损耗及传输路径损耗等Chen团队未考虑的因素。该方案的核心创新在于同时采用“同岛预告”与“跨岛预告”机制,在弱压缩状态下(这是实际损耗环境下实现高贝尔态保真度光子对接收的必要条件),使纠缠传输速率呈NI²而非NI量级增长。这种预告机制将光谱通道需求降低一个数量级,有望推动星地链路或光纤ZALM架构在近期的工程化实现。
