文献类型：期刊文章

作　　者：刘圆凯[1] 侯云龙[1] 杨宜霖[2] 侯刘敏[1] 李渊华[1] 林佳[1] 陈险峰[2,3,4]

LIU Yuankai;HOU Yunlong;YANG Yilin;HOU Liumin;LI Yuanhua;LIN Jia;CHEN Xianfeng(College of Mathematics and Physics,Shanghai University of Electric Power,Shanghai 201306,China;State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks,School of Physics and Astronomy,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;Shanghai Research Center for Quantum Sciences,Shanghai 201315,China;Collaborative Innovation Center of Light Manipulation and Applications,Shandong Normal University,Jinan 250358,China)

机构地区：[1]上海电力大学数理学院,上海201306 [2]上海交通大学物理与天文学院,区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海200240 [3]上海量子科学研究中心,上海201315 [4]山东师范大学,光操纵与应用协同创新中心,济南250358

出　　处：《物理学报》

基　　金：国家自然科学基金(批准号:12074155,62375164);上海市“曙光”计划(批准号:24SG53)资助的课题。

年　　份：2025

卷　　号：74

期　　号：14

起止页码：73-79

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2023、核心刊

摘　　要：超纠缠作为一种多自由度上的高维量子纠缠现象,在量子通信、量子计算和高维量子态操控中发挥着关键作用.与单一自由度纠缠态不同,超纠缠态在偏振、路径、轨道角动量等多个自由度上同时建立纠缠关系,通过纠缠操控分发技术,可以构建出高维量子信息网络.基于此,本文构建了一个超纠缠的全连接量子网络,通过周期极化薄膜铌酸锂(PPLN)波导级联二次谐波产生和自发参量下转换过程实现偏振和time-bin自由度的超纠缠,并使用密集波分复用(DWDM)技术,将超纠缠态复用到单模光纤中传输给终端用户.使用Franson-type干涉和双光子符合测量技术对纠缠态的质量进行表征,同时对偏振纠缠态进行了量子态层析,并利用纠缠分发技术在网络中实现长距离分发及量子密钥传输.实验结果表明,偏振纠缠和time-bin纠缠的双光子干涉对比度均大于95%,并且在经过100 km纠缠分发后,两种自由度的量子态保真度依旧高于88%,证明了该网络具有高质量的超纠缠,并且可以实现远距离的纠缠分发.本文的方法为构建支持量子隐形传态、超密集编码等量子任务的大规模超纠缠的量子网络提供了一种新的方案.

关 键 词：超纠缠  自发参量下转换 量子网络

分 类 号：O413]