基于梯度超表面的并行分束：量子纠缠的制备与融合
光学
2024-03-14 v1 量子物理
摘要
梯度超表面由一组具有不同相位调制的亚波长单元构成，广泛应用于经典和量子光学中的偏振分束（BS）。具体而言，其相位梯度使得多个输出光的光路和偏振能够被相应的输入锁定。利用这种独特的光路-偏振锁定特性，我们证明了单个超表面可以充当顺序链接的分束器，从而实现一系列BS过程的并行化。这种并行BS超表面为经典和量子光操控提供了多光束干涉能力。利用这一优势，我们首先从非纠缠光子源制备了两光子、三光子和多光子的光路与偏振混合纠缠态。然后，我们将并行BS促进纠缠的能力应用于演示纠缠光子对之间的纠缠融合，这可以极大地扩展纠缠维度。通过超表面实现并行BS的原理开辟了一种在微纳尺度操控量子态的多功能途径，这将在片上量子光学和量子信息处理中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2403.08233,
title = {A Parallel Beam Splitting Based on Gradient Metasurface: Preparation and Fusion of Quantum Entanglement},
author = {Qi Liu and Xuan Liu and Yu Tian and Zhaohua Tian and Guixin Li and Xi-Feng Ren and Qihuang Gong and Ying Gu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.08233},
year = {2024}
}