两类 I 型纠缠光子量子比特的熵与量子相干性质测量

利用 BBO 非线性晶体（NLC）中的 I 型 SPDC 过程，我们生成了接近最大纠缠贝尔态的偏振纠缠态，在 HV（DA）基下可见度（亮度）为 $98.50 \pm 1.33 ~ \%$（$87.71 \pm 4.45 ~ \%$）。我们计算了作为非局域实在性检验的 CHSH 型贝尔不等式，发现对经典物理或任何隐变量理论（HVT）的强烈违背，$S= 2.71 \pm 0.10$。通过测量 SPDC 过程中的符合计数（CC）率，我们得到单光子探测器（SPDs）的量子效率约为 $(25.5\pm 3.4) \%$，与其制造厂商相符。正如预期，我们验证了 CC 率与输入连续波激光泵浦功率的线性依赖关系，这可能有助于求得晶体的有效二阶极化率。利用量子比特测量理论，包含基于 16 次线性偏振测量的量子态层析重建，以及基于数值优化的极大似然技术（MLT），我们计算出物理上非负定的密度矩阵，这意味着所制备态的非可分性与纠缠。由极大似然密度算符，我们精确计算了纠缠度量如并发度（Concurrence）、形成纠缠、tangle、对数 negativity，以及不同纠缠熵如线性熵、冯·诺依曼熵与 Renyi 2-熵。最后，这种高亮度低速率的纠缠光子源可用于实验室内的短程量子测量。