Вэнсы, которые непосредственно обслуживают реалистичный PQC.

Типичный выход SPDC из простой, критической фазы-

Согласованный источник объемного кристалла

88

это не совместимо с
эффективной связью в одномодовое оптическое волокно, поскольку
его поперечный пространственный профиль далек от гауссовой моды,
что приводит к потере связи. Это приводит к потере связи
в одиночное (гауссовское) модовое волокно. Кроме того, двойные
фотоны внутренне запутаны по частоте. Это означает
, что обнаружение одного фотона—чтобы сообщить о присутствии
другого— без разрешения его длины волны ухудшает
чистоту глашатая фотона

96

Спектральная фильтрация
, необходимая для удаления этой запутанности, добавляет еще больше
потерь источнику. Кроме того, традиционные
длины волн фотонов SPDC сидят около 800 нм, благодаря стандартному использованию
Si APDs и совместимы с легкодоступными
длинами волн лазера накачки. На этих длинах волн
потери материала (например, в волокнах) значительны, а эффективность обнаружения
ограничена.

Типичный эксперимент с участием более чем
одной пары фотонов будет иметь эффективность
предсказания (вероятность того, что предсказанный фотон успешно переместится от
источника к детектору и произведет щелчок

97

) из

10−15%,

хотя некоторые эксперименты сообщают о 30 30% (См. [

98

В этих условиях установка нескольких
источников фотонных пар позволила создать сложные фотонные состояния
до десяти фотонов

99

, но низкие коллективные
показатели обнаружения и достижимое качество состояния ограничивали долгосрочные
перспективы этих источников.

Значительным шагом вперед стало применение квази-

Согласование фаз

100

(QPM), через периодически поляризованные нелинейные кристаллы.
Это расширило диапазон возможных
фазовых длин волн и геометрий излучения

101

–

104

и включил коллинеарную, лучевую нисходящую конверсию в
телекоммуникационном диапазоне длин волн. С обоими фотонами, испускаемыми
в почти единую, почти идентичную, почти гауссовскую
пространственную моду, потеря согласования мод и потеря
распространения волокна могут быть сохранены очень низкими, что приводит к высокой
эффективности предсказания.

Использование фазового согласования типа II означало
, что вырожденные фотоны могут быть детерминированно
разделены с помощью поляризационной оптики.

С добавлением
интерферометрических схем для генерации поляризационной
запутанности

105

,

106

, источники QPM SPDC могли бы доставить entan-

Gled фотонные пары с любой непрерывной волной

107

,

108

Или

Импульсные лазерные насосы

109

,

110

.

Оставалась необходимость устранить остаточную
спектральную запутанность в нисходящих фотонах. Эта проблема была
недавно решена путем применения концепции
сопоставления групповых скоростей (GVM)

96

,

111

,

112

Тщательно проектируя
относительные групповые скорости накачки, сигнальных и холостых
фотонов, а также регулируя полосу пропускания лазера накачки и
длину кристалла SPDC,
можно контролировать совместный спектр дочерних фотонов. С высокой точностью можно сделать так, чтобы
сигнальный фотон находился в одном спектральном режиме, а
холостой фотон
-в одном спектральном режиме.

(Обратите внимание, что фотоны не обязательно должны находиться внутри

Один и тот же спектральный режим.)

Этот
метод обеспечивает пары фотонов, которые по своей природе
некоррелированы в своем спектре

113

,

114

, и уменьшает или устраняет
необходимость в спектральной фильтрации. GVM при определенных
наборах длин волн донвконверсии достигается путем выбора
подходящего нелинейного материала—КТП (титанилфосфат калия
), доказавшего свою пригодность для вырожденной
нисходящей конверсии в телекоммуникационном регионе. Используя GVM, ряд
частот некоррелирован

115

,

116

, невырожденный

117

и

Вырожденный неразличимый

106

,

118

–

120

продемонстрированы чистые парные
источники фотонов на длине волны связи.
Совмещенный с оптимизированным соответствием режима с
стекловолокном

121

и высокоэффективная технология обнаружения в
диапазоне длин волн телелкома, GVM позволила реализовать
импульсные телекоммуникационные источники фотонной пары, которые
одновременно являются чистыми, высокоэффективными и (при желании) запутанными в
выбранной степени свободы

52

,

53

,

55

,

122

Дальнейший пошив

Профиль нелинейности кристалла

123

–

125

Обеспечивает фотоны