基于纳米光子波导中手性相互作用的按需双轨光子对源

纠缠是先进量子技术的燃料。例如，它在基于测量的量子计算中被消耗，并允许对量子信息进行容损编码。在光子学中，纠缠传统上以概率方式生成，需要大规模复用才能扩展到多光子。另一种方法利用纳米光子器件中的量子发射器确定性地生成单光子，并可扩展至按需生成双光子和多光子。然而，所提出的偏振纠缠源与空间双轨量子比特编码不兼容，而后者在可扩展集成光子电路实现的 photonic 量子计算中是首选。在此，我们提出并实验实现了一种利用平面纳米光子波导中量子点的按需双轨光子对源。该源利用双激子态的级联衰变与手性光-物质耦合，实现空间双轨 Bell 对的确定性生成，其纠缠量由手性决定。该工作原理可轻易扩展至多光子纠缠生成，并且此类源可与先进光子集成电路接口，例如用于高效制备光子量子计算的纠缠资源态。