离散旋转对称性纳米光子系统中的高纯度纠缠

我们提出了一种在具有离散旋转对称性的纳米光子系统中生成高纯度纠缠的方案。通过多边形形状的光栅将自由空间光子耦合到表面等离子子极化子，从而将生成的近场模式的基数限制在有限集合中，从而创建了一种新的空间模式纠缠机制。通过对入射光子进行自旋和轨道角动量编码，我们发现该系统保留了高维希尔伯特空间，与旋转对称的纳米光子平台不同，后者由于自旋和轨道自由度的不可分性，导致信息丢失。我们进一步展示，通过合适地工程光子的相位以符合多边形边界条件，可实现一种新的高纠缠态生成方案，利用纳米光子模式的矢量场特性以及多边形边界条件中有限基数的状态。我们的ethods为通过扩展计算中使用的希尔伯特空间，为芯片上量子通信铺平了道路。