量子糾纏光源是量子光學(xué)系統中的重要資源，在量子信息技術(shù)發(fā)展過(guò)程中扮演著(zhù)不可或缺的角色。能量-時(shí)間糾纏在長(cháng)距離光纖傳輸時(shí)，因其頻率關(guān)聯(lián)特性對鏈路損耗和退相干效應具有天然的魯棒性而受到越來(lái)越多的關(guān)注。光通信波段的能量-時(shí)間糾纏雙光子源已被應用于多種基于光纖的量子通信和量子計量實(shí)驗中。
“結構緊湊、性能穩定的能量-時(shí)間糾纏雙光子源的儀器，對于量子信息技術(shù)從原理驗證擴展到實(shí)地長(cháng)距離光纖鏈路或網(wǎng)絡(luò )應用具有至關(guān)重要的作用。” 中國科學(xué)院國家授時(shí)中心張首剛研究員講。近日，中國科學(xué)院國家授時(shí)中心張首剛、董瑞芳研究員帶領(lǐng)課題組研制成功一種基于全光纖結構的光通信波段能量-時(shí)間糾纏雙光子源儀器樣機，其相關(guān)研究成果發(fā)表在新出版的《中國光學(xué)通訊》（Chinese Optics Letters）上，并被遴選為該期主編推薦為當期的學(xué)術(shù)亮點(diǎn)文章。
該課題組研制的糾纏源樣機具有結構緊湊、重量輕和穩定性高等優(yōu)點(diǎn)。他們應用全光纖方案和光電一體化設計，把物理元器件集成在一個(gè)體積12升的機箱中，重量5公斤 。在800 μW泵浦光功率下，雙光子對產(chǎn)生率高達6.9 MHz量級，有效符合與偶然符合比值（CAR）優(yōu)于1150。 在60 μW泵浦功率下，樣機在10小時(shí)連續運行時(shí)間內，Hong-Ou-Mandel可見(jiàn)度維持在91.8±0.8%，CAR穩定在10528.8±604.2水平。
目前，該雙光子源樣機已成功應用于100公里城市光纖鏈路量子時(shí)間同步實(shí)驗、量子非定域性測試和量子微波光子學(xué)實(shí)驗等研究。
“我們課題組將繼續優(yōu)化糾纏源儀器的性能和結構，期望盡快發(fā)揮其在量子技術(shù)實(shí)際工程的作用。” 董瑞芳表示。
全光纖能量-時(shí)間糾纏雙光子源：(a)原理圖；(b)實(shí)物圖；(c)不同泵浦光功率下的CAR以及雙光子對的產(chǎn)生率；(d) Hong–Ou–Mandel (HOM)干涉可見(jiàn)度的穩定性測試結果。
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