空间宇称空间中纠缠光子量子比特的合成与分析

我们提出了一种新型光子量子比特实现方案，该方案利用单个光子的一个连续空间自由度，并依赖于光子横向空间分布的宇称。利用光学自发参量下转换产生光子对，我们演示了在该新空间中纠缠光子态的可控生成。具体而言，通过简单调节一个经典参数——光学泵浦的空间宇称，而非直接操纵纠缠光子本身，即可生成两个 Bell 态及其叠加态的连续谱。一种在作用上同构于偏振分束器的干涉装置，将空间宇称态投影到偶 - 奇基上。这种光子量子比特的新物理实现可作为未来量子信息处理实验的基础。