通过非一致光源生成近理想不可辨识双光子态
量子物理
2025-07-17 v1 光学
摘要
高质量量子态是先进量子信息处理的基石。光子不可辨识性程度是用于光子量子计算和精密计量的关键因素。两光子Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉效应提供了严格的量化方法，其可见度作为源质量的最终基准。通常认为，光子源的准备必须依赖一致光源。因此，非一致光源在当前量子技术中应用受到限制。本工作通过非一致光源（由放大自发辐射光的频率倍频产生）生成不可辨识的双光子态。理论分析表明，泵源的相位随机化不会影响两光子强度干涉中的重合可见度。此外，时间不一致性进一步增强了第二谐波发生生成谱的对称性。在实验中，非一致泵浦的光子源表现出约为60%的引导效率和超过15000的重合/误报比。观察到的HOM干涉条纹在无任何光谱滤波情况下显示99.1%的可见度，确认了光子近理想不可辨识性。本研究揭示了二阶非线性相互作用中时间相干性的作用，为利用易于获取的非一致光源工程高质量量子源提供了潜在途径。
引用
@article{arxiv.2507.12066,
title = {Generation of Near-ideal Indistinguishable Two-Photon State by Incoherent Light},
author = {Yue-Wei Song and Ming-Yuan Gao and Zhi-Cheng Guo and Zheng-He Zhou and Yin-Hai Li and Guang-Can Guo and Zhi-Yuan Zhou and Bao-Sen Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.12066},
year = {2025}
}