量子信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)、量子信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布I 2 2 2 25.4量子點(diǎn)糾纏光源 2 2 2 3 36.4單光子純度 36.5單光子模式純度 46.6光子全同性（HOM干涉可見度） 4 4 7 7 7 87.4單光子純度 97.5單光子模式純度 97.6光子全同性（HOM干涉可見度） 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件主要起草人：周強(qiáng)、范云茹、、付在明1量子糾纏光源性能表征和測(cè)試方法GB/T43737-2024量子測(cè)量4縮略語CAR：符合-偶然符合計(jì)數(shù)比（Coincidence-to-accidentaDWDM：密集波分復(fù)用器（Densewavelengthdivisionmultiplexer）HOM：洪-區(qū)澤宇-曼德爾（Hong-Ou-Mandel）HWP：半波片（Half-wavepNV：氮空位（Nitrogenvacancy）P：偏振器（Polarizer）PC：偏振控制器（PolarizationcontrollPD：光電探測(cè)器（PhotodetectSFWM：自發(fā)四波混頻（SpontaneousfouSNW：納米硅波導(dǎo)（SiliconnanoSPD：單光子探測(cè)器（SinglephotonSPDC：自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換（SpontaneousparametricdowncTDC：時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TimetodigitalconvertUMZI：非平衡馬赫-曾德爾干涉儀（UnbalancedMach-Zehnderinterferometer）VOA：可調(diào)光衰減器（Variableopticalattenuator）VODL：可調(diào)光學(xué)延時(shí)線（Variableopticaldelayline）2學(xué)材料利用自發(fā)四波混頻（Spontaneousfourwavemixing，SFWM）過程進(jìn)行制備，三是基于量子點(diǎn)SPDC糾纏光源利用二階非線性效應(yīng)制備糾纏源四波混頻過程是一種常見的三階非線性過程。在滿足相位匹配條件的情況下通過四波混頻過程可述四波混頻過程可以通過頻率視為頻率為coi和w2的光場(chǎng)與處于率處于單光子水平，不足以引起任何受激輻射效應(yīng)，則可以將上述過程被稱為自發(fā)四波混頻過程。5.4量子點(diǎn)糾纏光源基于半導(dǎo)體材料的量子點(diǎn)（或其它輻射子，如NV色心）糾3機(jī)符合。符合-偶然符合計(jì)數(shù)比（Coinciden單光子產(chǎn)生率定義為單位泵浦功率下每個(gè)通道單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光子數(shù)。測(cè)量過程需要對(duì)光子的6.3宣布式單光子源的宣布效率宣布式單光子源是關(guān)聯(lián)光子對(duì)的重要應(yīng)用之一，在保證單光子輸出的同時(shí)可以大大降低空脈沖的對(duì)的量子關(guān)聯(lián)特性，通過探測(cè)關(guān)聯(lián)光子對(duì)中的其中一個(gè)光子（比如閑頻光子將輸出的電信號(hào)作為觸分別輸入至符合測(cè)量模塊進(jìn)行邏輯符合運(yùn)算。設(shè)宣布電信號(hào)下輸出光子波包中包含一個(gè)光子的幾率為4P(1)，包含兩個(gè)光子的幾率為P(2)，忽略三個(gè)光子及更多光子的幾率，則宣布單光子的單光子純度gH(2(t=0)為：6.5單光子模式純度單光子的模式純度由二階自相關(guān)函數(shù)g2(0)衡量，可以通過Hanbury-BrownandTwiss(HBT)實(shí)驗(yàn)和SPD2探測(cè)。探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其中一路經(jīng)過一個(gè)延時(shí)器（延時(shí)量為τ)后與另一路信6.7不同自由度量子糾纏的性能表征5要求兩個(gè)干涉儀的臂長差對(duì)應(yīng)的時(shí)延At大于關(guān)聯(lián)光子對(duì)的相干時(shí)間以保證在任何一路都不會(huì)發(fā)生單光臂，s和i分別表示信號(hào)光子和閑頻光子；能量-時(shí)間糾纏還可以通過雙光子干涉進(jìn)行測(cè)量。關(guān)聯(lián)光子對(duì)輸入至非平衡邁克爾遜光纖干涉儀中在能量-時(shí)間糾纏雙光子態(tài)中雙光子在頻率自由度或產(chǎn)生時(shí)間上是以連續(xù)的形式疊加在一起的，因?qū)τ诜呛啿⒌哪芰?時(shí)間糾纏雙光子態(tài)，得到的反群聚路徑糾纏態(tài)同時(shí)也是頻率片糾纏雙光子態(tài)。通過空間拍效應(yīng)測(cè)試反群聚路徑糾纏雙光子態(tài)的頻率糾纏特性。從非平衡馬赫-曾德爾干涉儀（UnbalancedMach-Zehnderinterferometer，UMZI）兩個(gè)端口輸出振控制器（Polarizationcontrolle通過密集波分復(fù)用器（Densewavelengthdivisionmult6光分束器時(shí)的相對(duì)延時(shí)差，sinc(·ΔT)述了空間拍雙光子干涉條紋的包絡(luò)線，可以用角頻率帶寬為a相位差，理想態(tài)的初始相位p0。對(duì)能量-時(shí)間糾纏雙光子態(tài)進(jìn)行離散化可以對(duì)光子的產(chǎn)生時(shí)間進(jìn)行離散化，這便能得到時(shí)間片糾纏通過雙脈沖激光泵浦非線性介質(zhì)即可產(chǎn)生二維時(shí)間片糾纏光子對(duì)。單個(gè)時(shí)間片量子比特的投影測(cè)量可以通過一個(gè)兩臂之間的相對(duì)延時(shí)差等于時(shí)間片時(shí)間間隔的UMZI來實(shí)現(xiàn)的。通過 態(tài)依賴于UMZI兩臂之間的相位差，所以也被稱為“能量基”。 通過適當(dāng)?shù)倪x擇自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過程或自發(fā)四波混頻過程中的相位匹配方式和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，當(dāng)泵浦子會(huì)分布在兩個(gè)相交的光錐面上，因交線上一起出現(xiàn)的正交偏振光子由同一個(gè)自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生，具有量子關(guān)聯(lián)特性；同時(shí)，由于無法區(qū)分它們究竟來自哪一個(gè)光錐面，形成如 1l/ 1l/2(IHsvieiVSHi)7m/4rad時(shí)符合計(jì)數(shù)Ncc隨著2變化的干涉條紋來干涉可見度v大于1//2，等效于違背Bell不等式，雙光子具有偏振糾纏特性。疊加態(tài)的量子比特（qubits）不同，高維系統(tǒng)可以處于多種狀態(tài)的疊加態(tài)，從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和糾纏量子態(tài)可以通過6.7.1節(jié)中描述的雙光子干涉可見度進(jìn)行表征。圖1符合計(jì)數(shù)率、偶然符合計(jì)數(shù)率和符合-偶然符合計(jì)數(shù)比測(cè)試配置圖a)按照?qǐng)D1搭建測(cè)試系統(tǒng)；依次連接待測(cè)量子糾纏光源、分光濾波模塊、單光子探測(cè)器與時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。配置測(cè)試裝置確保產(chǎn)生信號(hào)/閑頻糾b)設(shè)置分光濾波裝置的通過波長，選擇出對(duì)應(yīng)的信號(hào)光子和閑頻光子；c)將選取出的信號(hào)光子和閑頻光子分別輸入到兩個(gè)單光子探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)，由時(shí)間數(shù)字-轉(zhuǎn)換器d)按照公式（1）計(jì)算符合-偶然符7.2單光子產(chǎn)生率8a）按照?qǐng)D1搭建測(cè)試系統(tǒng)；b）按照YD/T3907.4-2024（基于BB84協(xié)議的量子密鑰分發(fā)（QKD）d）按照7.1.2中描述的方法測(cè)試符合計(jì)數(shù)率Ncc；7.3宣布式單光子源的宣布效率圖2宣布式單光子源的宣布效率測(cè)試配置圖a）按照?qǐng)D2錯(cuò)誤:未找到引用源。搭建測(cè)試系統(tǒng)；依次連接待測(cè)量子糾纏光源、分光濾波模塊、50/50分束器、單光子探測(cè)器與時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。配置測(cè)試裝置確保產(chǎn)生信號(hào)/閑頻糾纏光子d）TDC分別記錄SPD1-3的單光子計(jì)數(shù)率，記為Ni、N2和N3；將SPD1輸出電信號(hào)作為宣布9a）按照?qǐng)D2錯(cuò)誤:未找到引用源。搭建測(cè)試系統(tǒng)；依次連接待測(cè)量子糾纏光源、分光濾波模塊、50/50分束器、單光子探測(cè)器與時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。配置測(cè)試裝置確保產(chǎn)生信號(hào)/閑頻糾纏光子b）使用分光濾波模塊選擇出信號(hào)光子和閑c）TDC分別記錄SPD1-3的單光子計(jì)數(shù)率，記為Ni、N2和N3；同時(shí)將SPD1輸出電信號(hào)作為d）根據(jù)公式計(jì)算單光子二階相關(guān)函數(shù)g(τ)。圖3單光子模式純度測(cè)試配置圖a)按照?qǐng)D3錯(cuò)誤:未找到引用源。搭建測(cè)試系統(tǒng)；依次連接待測(cè)量子糾纏光源、分光濾波模塊、50/50分束器、延時(shí)器、單光子探測(cè)器與時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。配置測(cè)試裝置確保產(chǎn)生信號(hào)/閑頻d)按照公式（6圖4光子全同性測(cè)試配置圖c)通過改變延時(shí)器來調(diào)整兩個(gè)光路的時(shí)間差?t，得到不同時(shí)間差?t下的符合計(jì)數(shù)N；7.7糾纏參數(shù)圖5能量-時(shí)間糾纏測(cè)試配置圖a）按照?qǐng)D5搭建測(cè)試系統(tǒng)；依次連接待測(cè)量子糾纏光源、分光濾波模塊、分束器、延時(shí)器、合b）設(shè)置分光濾波裝置的通過波長，選擇出對(duì)應(yīng)的信號(hào)光子和c）將選取出的信號(hào)光子和閑頻光子分別經(jīng)過由分束器、延時(shí)器、合束器組成的非平衡馬赫-曾德和閑頻光子的中間峰符合計(jì)數(shù)率Ncc；e）根據(jù)公式計(jì)算干涉可見度V。圖6頻率片纏測(cè)試配置圖分束器、延時(shí)器、偏振控制器、合束器、分光濾波模塊、偏振控制器、單光子探測(cè)器與時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。配置測(cè)試裝置確保產(chǎn)生信號(hào)/閑頻糾率N滿足公式（9時(shí)間片糾纏的測(cè)試配置與能量-時(shí)間糾纏的測(cè)試配置一致。在時(shí)間片糾纏制備和測(cè)試中，泵浦激光a）按照?qǐng)D5搭建測(cè)試系統(tǒng)；依次連接待測(cè)量子糾纏光源、分光濾波模塊、分束器、延時(shí)器、合b）設(shè)置分光濾波裝置的通過波長，選擇出