非线性光学作为高维真三体纠缠的来源

我们提出了一个通用方案，利用一种称为三体纠缠形成度的基于资源的度量来量化纠缠光子三重态在空间和时间-能量自由度中存在的真三体纠缠的量。三体纠缠形成度相对于称为 gebit 的若干个最大纠缠三量子比特 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 态来量化真三体纠缠，可作为不同维度三体纠缠态之间比较的基础。展示真三体纠缠具有双重挑战，因为仅表明每一方与其他两方不可分离（这仅对纯态充分）是不够的。相反，必须排除所有双可分态组合的所有混合态来描述三体态。为应对这一挑战，我们利用三体系统统计的熵度量来同时界定每一方与其他两方的关联，从而给出三体纠缠形成度的下界。尽管我们的度量从不高估存在的纠缠，我们通过对具有相同关联的三高斯三光子波函数确定精确的三体纠缠来评估我们技术的有效性，该关联见于在三阶自发参量下转换 (SPDC) 中生成的光子三重态。通过这两方面努力，我们表明在这些系统的空间和时间-能量自由度中都存在大量的三体纠缠，并提出了可测量它们的实验。