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两种无穿透性双光子关联对波前失真的鲁棒性

量子物理 2025-02-13 v2 无序系统与神经网络 光学

摘要

高维量子纠缠在光子中的表现优于传统qubit系统,包括更高的信息密度和更强的安全性。然而,这类高维态容易受到复杂无序介质的干扰,在实际应用中 presents significant 挑战。空间纠缠光子通常通过非线性晶体中的自发参数下转换(SPDC)生成。虽然近场下无序对空间纠缠光子的影响已被充分理解,但远场的影响更为复杂。本文系统性地研究了由任意相位失真引起的双光子关联随机化问题,通过将其分解为奇偶奇偶性分量来实现。首先,我们理论上表明,双光子场仅对相位失真的偶偶性部分敏感。随后,我们实验性地采用可变形镜实现随机相位失真,分离出奇偶性相位的贡献,并使用Zernike多项式进行区分。实验结果与理论预测一致。随后,我们进行数值模拟,表明这些结果适用于更强程度的无序。我们的关键发现是,由于双光子关联仅受相位调制偶偶性分量的影响,因此用于优化关联所需的独立自适应光学元件的数量可有效减半,这在管理量子系统中的无序方面具有显著的实际优势。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.09268,
  title  = {Partial-immunity of two-photon correlation against wavefront distortion for spatially entangled photons},
  author = {Kiran Bajar and Rounak Chatterjee and Vikas S. Bhat and Sushil Mujumdar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.09268},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 9 figures