通过半导体超表面中的非线性对称性破缺产生可调谐量子纠缠
光学
2025-07-11 v1
摘要
由非线性过程产生的可调谐双光子量子纠缠对于前沿量子技术极具吸引力，然而其可调谐性受到材料非线性张量对称性的极大限制。在此，我们通过在非线性极化中引入对称性破缺，克服了这一限制，以皮秒速度产生光可调谐的双光子纠缠。不对称光学响应在非互易光传输等经典应用中已取得突破。我们现在利用包含具有结构不对称性的 [110] InGaP 纳米谐振器的半导体超表面，实验演示了用于双光子纠缠的非线性不对称响应。我们实现了偏振纠缠从近无纠缠态到 Bell 态的连续调谐。这种可调谐性还可以扩展以产生定制的高维纠缠。此外，我们的纳米级纠缠源具有约 的超高符合与偶然比，比现有的半导体平面光学器件高出两个数量级。在量子超表面中引入不对称非线性响应为定制按需量子态及更多应用开辟了新方向。
引用
@article{arxiv.2409.10845,
title = {Generation of tunable quantum entanglement via nonlinearity symmetry breaking in semiconductor metasurfaces},
author = {Jinyong Ma and Tongmiao Fan and Tuomas Haggren and Laura Valencia Molina and Matthew Parry and Saniya Shinde and Jihua Zhang and Rocio Camacho Morales and Frank Setzpfandt and Hark Hoe Tan and Chennupati Jagadish and Dragomir N. Neshev and Andrey A. Sukhorukov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.10845},
year = {2025}
}
备注
27 pages, 4 figures