纳米光子芯片上的超宽带纠缠光子

        光子量子纠缠在包括安全通信、计量和传感，以及高级计算等各种应用中起着核心作用。因此，在过去的十年中，人们在各种芯片平台开发纠缠光子上投入了大量的努力，这些平台可以灵活地工程发射光子的特性，并显著改善复杂功能的可扩展性和资源需求。这种灵活性的一个关键方面是控制这些芯片上导光模式的色散。这对于在宽光谱范围和超短相干时间内产生时频纠缠特别有用。宽带量子纠缠为量子光子的应用增加了显著的优势，例如在计量、光刻、光谱学、非线性显微镜、量子光学相干层析术和时钟等方面提高灵敏度和/或分辨率。它还允许波长多路复用协议以及高维信息编码，以建立用于信息处理和通信的量子网络。然而，到目前为止开发的芯片级光子源表现出相当有限的带宽，通常在100GHz到几个太赫兹之间。

        近日，美国罗切斯特大学光学研究所的Usman A. Javid等人提出了一种周期极化铌酸锂纳米光子波导上的高效超宽带纠缠光子对源。利用色散工程，演示了创纪录高的100 THz(1.2 μm-2 μm)生成带宽，效率高达13 GHz/mW并且具有优异的噪声性能。该工作还测量了具有超过98%的双光子干涉可见性的强时频纠缠。相关工作发表在《PHYSICAL REVIEW LETTERS》上。(郑江坡)

       文章链接：10.1103/PhysRevLett.127.183601