基于硅集成光子学的芯片间高纠缠分发与纠缠纯化
量子物理
2025-10-22 v1
摘要
量子中继器用于量子通信以克服量子状态的长距离传输损耗。量子中继器基于各种关键技术，包括量子纠缠交换、量子存储和纠缠纯化。特别是，纠缠纯化可以从通过噪声量子通信信道传播的退化纠缠态中提炼出高质量纠缠。尽管已有报告在较低噪声信道上演示了芯上纠缠交换和传输，但当前的纠缠纯化实验仍依赖离芯离散设备，导致可扩展性、稳定性和可控性受限。本文首次基于集成硅芯片演示了芯间高纠缠分发和量子纠缠纯化。通过衍射耦合器，将芯上产生的路径编码的高维纠缠光子对转换为纤维基 polarization-spatial 高纠缠，并分发至接收端硅芯片，最终通过消耗空间自由度完成纯化。我们的纯化方案完成了芯上量子中继的最后一道工序，将推动基于集成光子学的量子中继实现。
引用
@article{arxiv.2510.18562,
title = {Chip-to-chip hyperentanglement distribution and entanglement purification using silicon integrated photonics},
author = {Yonghe Yu and Mujtaba Zahidy and Siyan Zhou and Caterina Viligar and Karsten Rottwitt and Leif Katsuo Oxenløwe and Yunhong Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.18562},
year = {2025}
}