基于频率关联光子对与 HOM 干涉在 20 公里光纤距离上实现量子同步

基于频率关联光子对与 HOM 干涉的量子同步已展现出飞秒级精度，并在众多依赖高精度时频信号的领域具有广阔应用前景。由于难以在长距离光纤传输后获得稳定的 HOM 干涉条纹，该量子同步受阻于长途现场应用。利用分段光纤替代单根长光纤，我们成功在 20 公里光纤传输后稳定观测到实验室研制的宽带频率关联光子对的两光子干涉，且未采用辅助相位稳定方法。以该干涉条纹为参考，两光纤臂的平衡得以实现，长期稳定性为 20 fs。由此演示了基于 HOM 干涉在 20 公里光纤链路上的同步，并在 48,000 s 时达到最小稳定性 74 fs。该结果不仅为长距离量子通信系统中光纤两光子干涉仪的稳定提供了简便途径，也推动基于量子干涉的同步方案向长途现场应用迈进一大步。