基于薄膜锂硼酸盐光子芯片的时干到路径量子比特编码转换器
量子物理
2025-11-21 v1
摘要
量子互联网的发展对芯片级量子处理器节点以及节点之间的互连提出了要求。路径编码的光子量子比特适用于芯片级量子信息处理器，而时干编码的量子比特在长距离通信中表现良好。因此有必要开发一种在芯片上将两种编码相互转换的装置，以满足量子互联网的需求。本文提出了一种量子光子电路，通过薄膜锂硼酸盐高速光学开关和低损耗匹配光学延迟线将时干编码的光子量子比特转换为路径编码的量子比特。通过对制造的样芯片进行时干到路径编码转换实验，展示了该编码转换器的性能。转换后的路径量子比特平均保真度超过 97%。通过纠缠分发和量子密钥分发实验，展示了该编码转换器在量子网络中的应用潜力。结果表明，芯片级编码转换器可作为未来量子互联网的基础组件，弥合基于光子的量子信息传输与芯片内处理之间的鸿沟。
引用
@article{arxiv.2511.16350,
title = {On-chip Time-bin to Path Qubit Encoding Converter via Thin Film Lithium Niobate Photonics Chip},
author = {Xiaosong Ren and Zhanping Jin and Xiaotong Zou and Xiaole Zhang and Xue Feng and Fang Liu and Kaiyu Cui and Yidong Huang and Wei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16350},
year = {2025}
}