两光子经分束器的波包干涉：从时间纠缠到波包整形

基于分束的量子干涉被广泛用于产生纠缠。然而，以时间模式对纠缠进行定量测量，以及由这种纠缠促成的波包整形，仍有待探索。在这里，我们解析地研究了两个具有不同时间形状的光子通过分束器（BS）的干涉，然后提出了其在时间纠缠和光子整形中的应用。由冯·诺依曼熵描述的时间纠缠由 BS 的分束比和输入光子的时间不可分辨性决定。我们发现，使用 50/50 BS 构型可以实现最大的模式纠缠，从而能够生成以时间模式编码的贝尔态，且与输入光子的具体形式无关。然后，在特定时间探测其中一个纠缠光子，可以实现对另一个光子的概率整形。该过程可以将指数衰减（ED）波包整形为 ED 正弦形状，并可以进一步整形为保真度超过 99% 的高斯形状。基于干涉的光子时间纠缠与整形可能解决大规模光量子网络中的形状失配问题。