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利用萨奈克偏振纠缠光子源逼近 Tsirelson 界

量子物理 2021-03-22 v2

摘要

高保真偏振纠缠光子是量子通信、纠缠分发和量子隐形传态的强大资源。Bell-CHSH 不等式 S2S\leq2 会被二分纠缠破坏,且只有最大纠缠态才能达到 S=22S=2\sqrt{2},即 Tsirelson 界。自发参量下转换源可以产生关联接近 Tsirelson 界的纠缠光子。萨奈克(Sagnac)构型具有本征稳定性、紧凑体积和高收集效率,然而,源亮度与纠缠可见度之间往往存在权衡。在此,我们展示了一种萨奈克偏振纠缠源,其 22S=(5.65±0.57)×1032\sqrt{2}-S=(5.65\pm0.57)\times10^{-3},与已记录的最高值相当,同时产生并探测到 (4660±70)(4660\pm70) 对/s/mW,其亮度显著高于先前报道的萨奈克源,且比具有最高 SS 参数的传统锥形源亮约两个数量级。我们的源记录到 0.9953±0.00030.9953\pm0.0003 的并发度(concurrence)和 0.99743±0.000140.99743\pm0.00014 的理想 Bell 态保真度。通过研究萨奈克源中的系统误差,我们确定晶体内部收集焦点的精度在降低我们实验中的 SS 参数方面起最大作用。我们提供了一条途径,能够在保持极高亮度的同时实现迄今为止用萨奈克源记录的最高 SS 参数。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.01575,
  title  = {Approaching the Tsirelson bound with a Sagnac source of polarization-entangled photons},
  author = {Sandra Meraner and Robert J. Chapman and Stefan Frick and Robert Keil and Maximilian Prilmüller and Gregor Weihs},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01575},
  year   = {2021}
}