由纠缠实现的单光子预示性时间整形

我们提出了一种以预示性、无损且可扩展的方式产生具有任意设计时间形状的纯单光子的方法。该方法使用时间-能量纠缠光子对作为不可或缺的资源。为实现整形，光子对中的一个光子根据所需形状进行时间调制。随后对该光子进行频率分辨探测，从而预示其处于纯量子态的纠缠对应物，该对应物的时间形状受到调制的非局域影响。我们找到了预示光子形状复现调制函数的条件。该方法可使用多种时间-能量纠缠光子源实现。特别是，使用来自参量下转换的纠缠光子，该方法能够在前所未有的宽广时间范围内——从十分之几飞秒到微秒——产生形状可调的纯光子。所提出的单光子整形将推动可扩展多维量子信息协议、高效光-物质耦合以及单量子水平量子控制的实现。