面向集成光子晶格的量子漫步调制
量子物理
2025-12-15 v1 介观与纳米尺度物理
量子气体
光学
摘要
与离散光子电路不同，后者通过一系列光学元件逐步操控光子；耦合波导阵列则使光子在整个结构中持续干涉。当由非线性材料组成时，这类阵列还能直接在电路内生成光子的量子态。为阐明这两种量子漫步方法之间的相似性与差异性，本文系统比较了由外部注入光子的线性波导阵列与通过参量下转换持续生成光子对的非线性阵列。我们使用由 III-V 半导体非线性波导阵列实现实验验证，这些阵列具有不同的几何结构，使我们能够调节量子漫步深度达一个数量级，并揭示输出态中非经典性的逐渐出现。最后，我们演示了一种逆设计方法，用于工程化 \textit{非周期} 波导阵列，其优化耦合配置可生成最大纠缠态，如 biphoton W 态。这些结果凸显了持续耦合光子系统在紧凑型结构中利用高维纠缠的潜力。
引用
@article{arxiv.2512.11608,
title = {Tailoring quantum walks in integrated photonic lattices},
author = {A. Raymond and P. Cathala and M. Morassi and A. Lemaître and F. Raineri and S. Ducci and F. Baboux},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.11608},
year = {2025}
}
备注
17 pages