多模信道中频率分块纠缠的时间分辨认证
频率箱纠缠光子可在芯片上高效制备,这为量子通信提供了可扩展、稳定且低资源占用的平台,特别适合移动或卫星系统等资源受限的场景。然而,分析此类纠缠态通常需要主动且高损耗的组件,限制了可扩展性和多模式兼容性。该团队展示了一种利用线性干涉测量和时间分辨检测处理频率编码光子的新技术。该方法完全被动且兼容空间多模光,适用于自由空间及星地应用。作为概念验证,研究人员利用集成芯片上高亮度多谐振源产生的频率箱纠缠光子,展示了在单模和多模通道上执行任意投影测量的能力。该研究首次实现了频率箱纠缠光子间联合时间强度的测量,通过违反CHSH不等式(测量值|S|=2.32±0.05,多模光纤环境)完成纠缠认证。结合时间分辨检测与能量关联测量,该工作完成了全量子态层析,最高获得91%的态保真度。通过违反时间-能量熵不确定性关系,研究人员进一步评估了制备非经典态的能力,并探讨了量子密钥分发协议的可行性。该研究为在自由空间及星地链路上部署稳健的频率箱纠缠确立了资源高效且可扩展的方案。
