【技术实现步骤摘要】
一种产生多光子GHZ纠缠态的装置
[0001]本专利技术涉及量子信息科学领域，特别涉及一种产生多光子GHZ纠缠态的装置。
技术介绍
[0002]量子信息技术的发展在高性能计算领域和保密通信领域有着深远的影响。最近，基于两粒子纠缠的贝尔不等式的研究工作获得了2022年诺贝尔物理学奖。量子纠缠描述了多粒子系统是一个整体的量子态，而非独立粒子之间的经典混合。GHZ纠缠态作为光量子技术的核心资源，可以作为光学量子计算的初始资源，再利用光学线路和光子探测器便可以实现通用型量子计算。同时，GHZ纠缠态被用于实现基于纠缠光子对的量子通信协议，例如E91协议，并在近期用于实现基于贝尔不等式的设备无关（Device Independent, DI）量子保密通信。另外，GHZ纠缠态也在量子精密测量中有着广泛的应用，例如利用多光子GHZ纠缠态可以在相位测量中实现超越经典极限的海森堡极限精度。
[0003]相关技术中产生多光子GHZ态的方法主要是通过多个自发参量下转换（SPDC）过程产生的单对纠缠光子对经过干涉再进行后选择产生。这种产生多光...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种产生多光子GHZ纠缠态的装置，其特征在于，包括：量子纠缠源，适用于基于三能级系统的级联跃迁按时序依次产生第一纠缠光子对和多个第二纠缠光子对；第一光开关，适用于使所述第一纠缠光子对进入第一路径以及使多个第二纠缠光子对进入第二路径；第二光开关，适用于使来自于所述第一路径的第一纠缠光子对进入第三路径；干涉偏振分束器，适用于使经所述第三路径传输的第一纠缠光子对依次与所述多个第二纠缠光子对发生干涉；其中，在每次干涉发生后，所述干涉偏振分束器输出具有GHZ纠缠态的第一路光子对和具有GHZ纠缠态的第二路光子对，所述第一路光子对沿着第四路径进入所述第二光开关，所述第四路径与所述第三路径组成环路，自所述第二光开关输出的所述第一路光子对沿所述环路再次进入所述干涉偏振分束器以发生下一次干涉，发生至少一次干涉后，将每次干涉后由所述干涉偏振分束器输出的第二路光子对作为多光子GHZ纠缠态的光子对。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在所述第三路径上还设置有光纤保偏可调延时环，所述光纤保偏可调延时环包括：光纤，适用于传输自所述第二光开关输出的光子对；延时控制器，适用于控制经所述光纤传播的光子对的传输时间，以使经所述第三路径传输至所述干涉偏振分束器的光子对和经所述第二路径传输至所述干涉偏振分束器的光子对发生干涉；偏振控制器，适用于使自所述第二光开关输出的光子对在进入所述光纤和离开所述光纤时的偏振状态相同。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光纤保偏可调延时环还包括：第一光纤耦合器，适用于将来自所述第二光开关的光子对耦合至所述光纤；第二光纤耦合器，适用于将来自所述光纤的光...
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