heralded单色子光谱亮度的基本极限

heralded单色子（Heralded single photons, HSPs）的光谱亮度（spectral brightness, SB）定义为每单位线宽的产生率。随着HSPs的产生率增大或光子的线宽变窄——这两种情况在使用HSPs进行量子信息处理时都是可取的——SB是否存在极限？我们系统地研究了SB和交叉关联函数，或等价地研究了信噪比。本研究的结果为所有类型的HSP源提供了答案。该答案依赖于一种新定义的量，质量因子（quality factor），揭示了HSP源如何接近理想的无噪声源。此外，利用基于热原子蒸发的HSP源，我们实现了SB为（7.0$\pm$0.3）$\times10^5$对/秒/MHz，质量因子为0.68$\pm$0.02（满足单光子准则下）。这两个数值均为目前所有类型HSP源中最高的纪录。