利用腔增强 SPDC 提高频率复用量子重复器中纠缠生成速率

高速率纠缠生成是实现实际量子重复器的关键。为此，采用光子频率复用的有效方法之一。在本研究中，我们针对基于腔增强型自发参量下转换 (cSPDC) 的频率复用量子重复器，进行理论性能评估。我们推导了频率复用光子态的近似表达式，其中每个频率模式被视为独立的双模压缩真空态 (TMSV)。利用该表达式，我们计算了在单光子干涉方案中使用 cSPDC 进行频率复用的几种情况下下的heralding概率和纠缠生成保真度。我们的结果表明，通过复用约100个模式，即使在所有模式的保真度均超过0.9的情况下，基本链距离为 $L_\mathrm{EL}=25 \mathrm{km}$ 时，heralding概率可提高至约98%。此外，对于 $L_\mathrm{EL}=100 \mathrm{km}$，我们指出在保真度保持在0.9或更高的条件下，heralding概率从单模情况下的约0.7%显著提高至约38%。这些解析结果表明，采用cSPDC作为光子对源用于量子重复器是有效的。