快速响应交叉克尔非线性对量子门的频谱效应

根据理想化模型，强克尔非线性可用于构建光学量子门，通过诱导量子态的条件相位偏移来实现光学量子信息处理。最近，Shapiro（PRA 73, 062305 (2006)）认为，对于具有非瞬时但快速响应的克尔介质，双单光子输入态基本上不会产生相位偏移，因此基于这种介质构建的量子门无法工作。在这里，我们表明快速响应克尔介质在双单光子输入态上诱导了一些但非常小的相位偏移，这不足以进行高保真度量子计算。我们指出，这是由于介质给输入光子引入了频谱纠缠。我们进一步表明，规避此问题并实现高保真度门的一种方法是，除了满足相位匹配条件外，还通过设计介质的色散特性，使其在非瞬时响应之上产生主导的频谱效应。