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Integrated optical entangled quantum vortex emitters
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DOI：10.1038/s41566-025-01620-5.png)
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摘要
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携带轨道角动量的光量子涡旋是量子光子技术的基本资源。近期集成光子学的进展为利用全集成电路创建和控制量子涡旋提供了可能，无需复杂的自由空间对准、调制以及大型光学元件的稳定化。然而，在平面光波导和电路中生成量子涡旋存在挑战，这归因于约束和引导扭曲光子的复杂性，以及制备涡旋态量子叠加和纠缠的困难。本文报道了利用可编程集成纳米光子电路实现了纠缠量子涡旋发射器。这些电路能够生成并任意控制自由空间中的鲁棒涡旋纠缠，从芯片上创建的路径纠缠相干过渡而来。该能力得益于一种芯片到自由空间的接口量子技术，该技术结合了可重编程集成量子光子学与先进的经典自由空间光束结构化。发射器以即插即用方式运行，可在微秒内实现快速重配置。通过量子层析和维度见证测量验证了多维真实纠缠。我们的工作展示了集成的量子涡旋器件，结合了芯片上处理量子信息的灵活性与在自由空间传输量子涡旋的鲁棒性，为量子通信、量子光探测与测距、以及量子计算和存储的应用开辟了新途径。
Keyword:
ORBITAL ANGULAR-MOMENTUM
MULTIPHOTON ENTANGLEMENT
期刊
IF:
32.9
论文数:
4.3K
被引数:
6.1W
机构
暂无机构信息
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