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PRL：南大团队在光量子芯片上实现多光子纠缠态的制备和调控
量子纠缠是一种超越了经典物理范畴的量子现象，是研究量子基础物理和实现量子信息处理技术的重要资源。集成光学与光子芯片为光量子纠缠态的制备、操控和测量提供了一个理想平台。得益于互补金属氧化物半导体工艺（CMOS）兼容、强非线性、高集成度、易扩展性等特点，集成光量子芯片在实现未来大规模光量子计算和信息处理方面显示出独特的优势。
研究团队基于集成光学技术，在硅基芯片上制备了高质量的频率简并四光子Dicke态光源。该团队使用了双马赫曾德干涉仪型的微环谐振器作为片上新型量子光源，通过双色脉冲泵浦技术，激发出高产率、高信噪比的频率简并的光子对。利用片上集成的光学链路对产生光子进行分发，实现了路径模式编码的多光子Dicke纠缠态及其多种相干叠加态的制备。在此基础上，团队通过高精度的片上量子操控，首次实现了片上的多光子纠缠态层析，得到了保真度为81.7%的四光子Dicke纠缠态。
更进一步，研究团队通过对片上光源间相对相位的控制实现了对于任意四光子Dicke态的全局相干调控。基于该高质量的Dicke纠缠态，团队实验演示了其在多方量子通信网络方面的应用潜力。该研究为可重构的、多体纠缠的量子态片上制备与量子调控技术的应用提供了重要基础。
此次，南京大学物理学院博士研究生陈雷震为文章的第一作者，研究员陆亮亮、博士研究生夏黎君对本文亦有重要贡献。南京大学物理学院马小松教授为该文章的通讯作者。南京大学祝世宁院士和陆延青教授对该工作进行深入指导。这项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金前沿技术计划、中央高校基础研究基金和量子科学技术创新计划等基金项目的资助。
同时这项工作得到了南京大学物理学院、固体微结构国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心和合肥国家实验室的支持。
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