高增益参数下转换中多光子纠缠态空间 Schmidt 模态的高效表征

高效表征光子纠缠态空间关联性的能力是诸多量子技术应用（如量子成像）的关键因素。本文演示了对由高增益参数下转换产生的亮多光子纠缠态光的空间 Schmidt 模态及 Schmidt 谱进行高度高效的理论与实验表征。与前期研究不同，我们利用信号场的准均匀性和各向同性，大幅降低了实验和理论表征过程中涉及的数值计算量。以我们实验数据集为例（每组数据包含 5000 张 256×256 像素的单次快照），本方法将整体计算时间缩短约两个数量级。对于更大输入规模，加速效果将更为显著。因此，我们能够快速表征不同泵浦幅度下的 Schmidt 模态和 Schmidt 谱，并研究其随增益变化的规律。结果清晰地揭示了随增益增加，Schmidt 模态的展宽与 Schmidt 谱的收窄，且理论与实验结果良好一致。