电信波段光子数态的超快切换

光子量子信息处理平台的一个关键组件是能够以低插入损耗无噪声地调制、路由、转换和切换光的量子态的能力。例如，对于依赖基于测量的前馈方法的量子光子系统而言，高速、低损耗的光学开关对系统扩展至关重要。理想情况下，此类设备还能操作光子数态，从而作为非高斯资源。在此，我们利用单模光纤中的光学克尔效应，演示了高达 6 个光子的预示光子数态的超快全光切换。中心波长为 1030 nm 的高强度泵浦脉冲产生了局部双折射，该脉冲在光纤中与 1550 nm 光子在时间上重叠。切换效率达到 $>$99 %，分辨率为 2.3 ps，插入损耗为 $2.27\pm0.08$ dB，信噪比为 32,000。