在集成光子晶格中定制量子行走

与通过一系列光学元件逐步操控光子的离散光子电路不同,耦合波导阵列能让光子在整个结构中持续发生干涉。当采用非线性材料构成时,此类阵列还能直接在电路内部生成光的量子态。为阐明这两种量子行走方法的异同,该研究团队对线性波导阵列(需外部注入光子)与非线性阵列(通过参量下转换持续产生光子对)进行了系统性对比。实验采用具有多种几何结构的III-V族半导体非线性波导晶格验证了理论预测,成功将量子行走深度调节超过一个数量级,并观测到输出态中非经典特性的渐进显现。最终,该团队展示了一种逆向设计方法,可构建具有非周期特性的波导阵列——其优化的耦合特性能够生成双光子W态等最大纠缠态。这些成果揭示了连续耦合光子系统在紧凑架构中实现高维量子纠缠的巨大潜力。
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提交arXiv: 2025-12-12 14:44

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