通过随机偏振模色散实现光子偏振与频率的纠缠解除

我们研究了光纤中偏振模色散对光子频率和偏振变量的量子退相干影响。通过观察场传播方程与薛定谔方程之间的类比，我们在马尔可夫近似下推导了主方程，并解析求解了场密度矩阵。我们识别了单光子态和双光子态中偏振与频率变量的不同衰减行为。对于单光子情况，纯度函数表明，只有在无限光纤长度下，每个变量才可能完全退相干。对于通过独立光纤的纠缠双光子态，与每个变量相关的纠缠可在特征有限传播距离后被完全破坏。特别是，我们证明了频率纠缠解除与初始偏振状态无关。对于在公共光纤中传播的两个光子，我们研究了偏振单态的演化。我们表明，虽然完全偏振纠缠解除发生在有限传播距离处，但对于高斯态，频率纠缠可在任何有限距离下幸存。