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申请/专利权人：南京邮电大学

摘要：本发明公开了一种基于高效量子剪刀的混合纠缠GHZ态的制备方法。首先利用线性光学器件，制备出一个特定的连续变量GHZ态CV‑GHZ态，然后使用两个极化分束器，分别将CV‑GHZ态1、2空间模式上的水平极化状态和竖直极化状态分束到不同路径。再在每条路径上使用基于局部压缩操作的高效量子剪刀进行截断。当两条路径上的量子剪刀方案都运行成功时，再将两条输出路径的输出态通过一个极化分束器汇聚到同一空间模式输出，生成包含两个CV态一个DV态，以及包含一个CV态两个DV态的两种混合纠缠GHZ态。本发明不仅能提高制备混合纠缠GHZ态的保真度，而且能完美保持量子态的极化特性。本发明只用到一些常见的线性光学设备，在现有实验条件下更易实现，具有较强的应用性。

主权项：1.一种基于高效量子剪刀的混合纠缠GHZ态的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将位于空间模式1的水平极化猫态归一化系数为和空间模式1′上的水平极化相干态|δH作为初始态；步骤2：两个初始态分别由两端进入50:50分束器、再经过半波片、极化分束器等线性光学器件，从最终输出的4个空间模式中舍弃模式4的光子，1、2、3模式得到连续变量纠缠态其中步骤3：构建基于压缩操作的量子剪刀装置，在量子剪刀装置中，辅助光源S1、S2、S3、S4分别在空间模式a2、b2、e2、f2产生一个辅助单光子四个辅助光子分别通过一个透射率为t的可变分束器1、2、3、4后，得到量子态其中0＜t＜1，然后分别对四个分束器反射端的a3、b3、e3、f3模式施加局部压缩操作ξ为压缩系数，得到辅助态步骤4：当仅对|Λ123的空间模式1进行截断时，空间模式1中的光子进入基于压缩操作的量子剪刀装置，当需要同时对|Λ123的空间模式1、2中的量子态进行截断时，则将空间模式1、2的光子分别通过一个基于压缩操作的量子剪刀装置；步骤5：空间模式1的光子进入基于压缩操作的量子剪刀装置，输入态首先通过一个极化分束器PBS1，水平偏振部分从a1进入高效量子剪刀装置并与a3上经过压缩操作后的辅助态一起经过一个50:50分束器BBS1，分束器两个出射端各放置一个单光子探测器D1、D2，竖直偏振部分从b1进入高效量子剪刀装置并与b3上经过压缩操作后的辅助态一起经过50:50分束器BBS2，分束器两个出射端各放置一个单光子探测器D3、D4，当D1、D2中有一个响应，同时D3、D4中也只有一个响应时，量子剪刀方案运行成功，否则运行失败，当空间模式2的光子进入基于压缩操作的量子剪刀装置，当探测器D5、D6中有一个响应，同时探测器D7、D8中也只有一个响应时，空间模式2的量子剪刀方案运行成功，否则运行失败；步骤6：空间模式a4和b4中对应的量子剪刀的输出光子通过极化分束器2汇聚到|Λ123的1空间模式上，空间模式e4和f4的输出光子通过极化分束器4汇聚到到|Λ123的2空间模式上，得到最终的输出态，完成混合纠缠态的制备。

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