L00L 纠缠与扭曲量子擦除器

我们展示了在拉盖尔-高斯（LG）横向空间自由度中生成非平衡双光子纠缠，其中一个光子携带基模（高斯）模式，另一个携带具有非零方位角（$\ell$）或径向（$p$）分量的高阶 LG 模式。借鉴 $N00N$ 态命名法，我们称这类态为 $\ell 00 \ell$ 纠缠。它们是通过在 LG 模式空间中平移一个光子，并将其与第二个（初始不相关）光子在分束器处组合，随后进行符合探测而生成的。为验证双光子相干性，我们展示了双光子“扭曲”量子擦除器，通过将两个可区分光子投影到旋转的 LG 叠加基中，恢复它们之间的 Hong-Ou-Mandel 干涉。利用纠缠见证，我们发现所生成态相对于各自理想最大纠缠态的保真度分别为 95.31\% 和 89.80\%。除了基础兴趣外，这类纠缠很可能对接续量子物理学家的幽默感产生显著影响。