量子科技中心_量科网

量子高次谐波产生（HHG）是一个蓬勃发展的研究领域，具有产生高光子数纠缠光态的能力。然而，关于正确描述HHG发射量子特性（如压缩或纠缠）所需的理论层级，学界仍存在公开争论。此前的方法采用非相互作用的经典轨迹系综，或以经典轨迹为起点的微扰理论，遗漏了关键的纠缠特征。 本研究团队在此信中提出了一套完整的HHG纠缠量子理论，精确求解光-物质相互作用哈密顿量，并用于评估不同谐波发射光子间的纠缠度。首次实现了理论与最新实验的定性吻合——研究表明当激光功率增加时，低于阈值的谐波其R纠缠参数会降低。研究结果表明，精细调节激光功率可以增强HHG纠缠特性，这些特性会随驱动功率振荡并呈现局域非经典极大值结构。 该理论同时预测：在低于阈值谐波中观察到的纠缠振荡现象，同样会出现在涉及高于阈值谐波的纠缠过程中。研究还表明，驱动电子轨迹的远距离行为会定性改变最终纠缠态。最后，研究揭示了经典自由度上的焦斑平均效应（此前量子HHG理论一直忽略该因素）对纠缠度量具有关键影响，甚至可能改变观测量的定性行为。 这项工作确立了探索HHG纠缠特性的最先进方法，为分析和工程化XUV及超快领域“真正量子”多光子态铺平了道路，可应用于更复杂的物质系统。