基于量子态融合与分裂的无阻塞光量子 Banyan 网络

光交换结构在构建多用户光量子通信网络中起着重要作用。Banyan 网络因其自路由特性和低复杂度而被广泛用于构建交换结构。然而，目前尚无有效的方法通过经典方式消除 Banyan 网络中的内部阻塞。量子态融合能够将两个光子的二维内部量子态合并为单个光子的四维内部态，从而使解决这一问题成为可能。在本文中，我们将量子态融合的输出模式从空间 - 偏振模式转换为时间 - 偏振模式。通过结合改进的量子态融合、量子态分裂与量子 Fredkin 门，我们提出了一种构建无阻塞光量子交换单元的实用方案。该方案可扩展以构建更复杂的单元，本文展示了其中的四种。