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High probability multiplexed multi-port single-photon source based on combinatorial heralding
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AI
DOI：10.1038/s41534-026-01352-6.png)
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摘要
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可扩展的量子光子技术需要同时以高概率产生高度不可区分的多光子态。这一需求可以通过多路复用源来满足，并通过多路复用显著提高输出概率，多路复用源利用时间或空间多路复用来将众多低概率的 heralded 单光子源引导到指定的输出模式中。然而，传统方法在扩展到多个输出模式时仅复制这些多路复用单元，这在根本上效率低下，因为它丢弃了许多有效的多光子事件。为解决此问题，我们提出了一种基于多输入/多输出交换网络的新型多路复用源架构，该架构能够利用组合光子事件。理论分析揭示了多端口单光子创建的超指数增强，这显著减少了所需 heralded 单光子源的数量。我们演示了具有两个输出端口的多路复用，由四个集成的 heralded 单光子源支持。我们的策略的生成概率是传统方法的 1.60 倍，是没有多路复用的实现的 2.58 倍。这种多端口多路复用方法为建立高级多光子量子干涉和大规模量子信息处理的基础开辟了新途径。
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