[發明專利]一種基于自發參量下轉換的雙光子高維空間糾纏的實現方法

有效

• 申請號: 201711461411.0
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108981935B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 李威;嚴軍榮;吳志堅
• 申請（專利權）人: 三維通信股份有限公司
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 李麗華

1.一種基于自發參量下轉換的雙光子高維空間糾纏的實現方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟（1）：入射的泵浦光被具有相同尺寸且均勻分布的狹縫在光束截面上等分成N份，泵浦光則被視為N個相互獨立的空間光子態的疊加；

步驟（2）：空間上均勻離散分布的泵浦光入射到共線且能量簡并的Ⅱ型非線性晶體，通過自發參量下轉換后得到空間上N維糾纏的雙光子態，記作；其中，表示閑置光的波矢；表示信號光的波矢；N表示步驟（1）中狹縫的數目；表示步驟（1）中狹縫的序號；其中，表示經過共線簡并自發參量下轉換后從第j個狹縫出射的閑置光子的產生算符；表示經過共線簡并自發參量下轉換后從第j個狹縫出射的信號光子的產生算符；中的符號δ表示單位沖激函數；

步驟（3）：偏振正交的信號光和閑置光經過極化分束器在空間上分離之后各自穿過攜帶N個狹縫的光柵發生衍射，并使用透鏡進行聚焦收集；每個透鏡焦平面上存在一個在衍射方向掃面的單光子探測器，兩個單光子探測器的復合計數用作聯合衍射概率的測量；

步驟（4）：構建CGLMP-type Bell不等式去驗證雙光子高維空間糾纏特性；將雙光子聯合衍射概率記作：，并在Alice測量光路和Bob測量光路的測量參數為和時構造衍射測量基矢，，；將不同測量基矢下獲得的聯合衍射概率帶入CGLMP-type Bell不等式，驗證系統的量子特性；其中，表示閑置光的衍射方向；表示信號光的衍射方向；表示或，其中，表示第個閑置光測量基矢的測量角度；表示第個信號光測量基矢的測量角度；表示步驟（3）的狹縫中相鄰兩個狹縫之間的間距；表示信號光和閑置光的波長；表示測量光柵中狹縫的單縫衍射引起的出射角譜；表示CGLMP-type Bell不等式函數。

2.根據權利要求1所述的一種基于自發參量下轉換的雙光子高維空間糾纏的實現方法，其特征在于：所述方法是以泵浦光的空間離散化為基礎，是以共線且能量簡并的自發參量下轉換雙光子產生的過程為前提。

3.根據權利要求1所述的一種基于自發參量下轉換的雙光子高維空間糾纏的實現方法，其特征在于：在對雙光子高維空間糾纏進行量子特性的測量時使用的是CGLMP-typeBell不等式，其測量基矢的選擇是在動量空間中光子態空間模式的線性疊加。