多光子超纠缠的直接产生

多光子超纠缠在光量子信息处理中具有根本重要性。现有的产生多光子超纠缠态的理论和实验至今仍依赖于结果后选择，即一种只考虑与目标态对应的测量结果的程序。这种方法严重限制了所产生的超纠缠态的实用性。我们提出了直接产生三光子和四光子超纠缠的方案，并通过自发参量下转换(SPDC)源的简单级联将该方法扩展到任意数量的光子。所产生的多光子超纠缠态分别编码在偏振-空间模式和偏振-时间箱自由度中。数值计算表明，如果平均光子数 $\mu$ 设为 1，下转换效率为 $7.6*10^{-6}$，激光重复频率为 $10^9$ Hz，则级联后三光子和四光子超纠缠的产生率分别可达约每秒 $5.78*10^{-2}$ 和 $4.44*10^{-7}$ 对。通过消除结果后选择的限制，我们的方案可能代表了多光子超纠缠产生的重要进展，并在未来的多方和高容量通信网络中发挥关键作用。