纠缠光子源的性能模型与实验实现

摘要

量子计算是高性能计算的前沿研究方向,光子物理体系是量子计算的重要实现途径之一.在光量子计算系统中,纠缠光子源用于生成编码量子信息的光子,其性能直接影响量子比特的数量与质量.系统分析了最常用的纠缠光子源技术——基于自发参量下转换的纠缠光子源,研究了基于Ⅰ型自发参量下转换纠缠多光子源的纯度、亮度的性能模型,推导出由纠缠双光子获得纠缠多光子的关键条件.同时,利用偏硼酸钡晶体器件设计实现了Ⅰ型自发参量下转换纠缠双光子源,基本验证了上述性能模型.本文模型与实验结果,为在光量子计算系统中实现更多量子比特提供了理论和技术支撑.