光学合成频率维度中的少粒子量子混沌、局域化与多光子纠缠

生成与控制纠缠是量子信息处理中的基本任务。本文提出一种新颖方法，通过利用合成频率维度的概念在光学系统中生成可控的频率纠缠光子。该系统由由调制第三阶非线性介质制造的环形共振器，用于诱导光子-光子相互作用，以及用于操控不同频率模式之间耦合的周期性调制器组成。我们表明，该系统为探索少粒子或多粒子量子相态(包括混沌、局域化和可积性)提供了独特平台。在特定情况下，我们发展了计算谱因子因子的方法，以表征系统混沌程度，并基于可观测测量将不同相态区分开来。有趣的是，每种相位的转移特征可导致高效的频率纠缠多光子生成。这项工作首次探索了合成维度中超越单粒子的丰富且可控的量子相。