光子表面结构作为量子关联的高效基底
量子物理
2025-07-15 v1
摘要
纠缠是量子技术的基石，在量子计算、密码学和信息处理中发挥关键作用。传统方法通过光束分束器、非线性介质或量子点来实现纠缠，往往需要笨重的配置和精确的相位控制。相比之下，光子表面结构——一种超薄、人造的光学界面——为量子光子学提供了紧凑且可调的替代方案。在本工作中，我们展示表面结构可作为生成Bell态的可行平台，通过哈密顿量驱动的自旋纠缠机制。通过分析系统在表面结构相互作用哈密顿量下的演化，我们显示，初始可分离的自旋态会演化为最大化纠缠的Bell态。我们进一步研究了经典与量子关联，评估了环境退相干的影响，并计算了量子谬误以量化超越纠缠的关联鲁棒性。我们的分析表明，表面结构可实现约0.995的Concurrence来生成Bell态，并可维持多达29微秒的量子谬误。这些结果确立了表面结构作为下一代量子光子架构中可扩展、高保真组件的潜力。
引用
@article{arxiv.2507.09517,
title = {A theoretical treatment of optical metasurfaces as an efficient basis for quantum correlations},
author = {Ramaseshan R and Prateek P. Kulkarni and Sharanya Madhusudhan and Kaustav Bhowmick},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09517},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 5 figures