[发明专利]一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置及制备方法

说明书

本发明涉及一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置及制备方法，该装置中，激光器输出的光经过非线性光学晶体分别输入到A光路和B光路；在B光路中，沿光路依次设置d‑1个BD，最后产生d条光支路；在A光路中先经过第一66:33分束器根成分成反射t光路和透射r光路，反射t光路上的光和透射r光路上的光再在第二66:33分束器处汇合，第二66:33分束器的输出光依次经过d‑1个BD，产生d条光支路，从而制备d维可提纯纠缠态。通过本发明制备的可提纯纠缠态保真度较高，制备的二维可提纯纠缠态的保真度约为0.98，制备的三维可提纯纠缠态的保真度约为0.96。

技术领域

本发明涉及一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置及制备方法，属于量子信息处理领域。

背景技术

任意维度的两体混态ρ_AB，对粒子B进行转置操作，得到半正定算子，那么这个ρ_AB定义为PPT态，否则ρ_AB为纠缠态NPT态(negative-partial-transpose)。所以NPT态满足：是一种二参量的两体混态。

这种NPT态的标准形式如下：

其中，

归一化条件：a、b、c分别为三种态的系数，d为NPT态的维度。

任何形式的NPT态都可以通过局域量子操作和经典通信化为标准的ρ_bc的形式。PPT态由可分态和不可提纯纠缠的纠缠态构成，一定是不可以提取纠缠的，也就是说可提纯纠缠的纠缠态一定满足NPT条件。但是目前还没有能够制备任一维度可提纯纠缠态的装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置。

本发明还提供了采用上述任意维度可提纯纠缠态的制备装置和制备任意维度可提纯纠缠态的方法。

术语解释：

1.BBO：偏硼酸钡晶体。

2.BD：双折射方解石晶体，竖直方向的偏振光直接穿过，水平方向的偏振光发生走离。

3.BS：50：50分束器，等比例分光，与光的偏振方向无关。

4.PBS：极化分束器，按偏振方向将光分为水平方向的偏振光和竖直方向的偏振光。

5.半波片的角度：半波片的快轴与竖直方向的夹角，HWP@0°表示半波片的角度为0°，即半波片的快轴是竖直方向的；HWP@90°表示半波片的角度为90°，即半波片的快轴是水平方向的；HWP@45°表示半波片的角度为45°，即半波片的快轴与竖直方向成45°夹角。

经过HWP@0°，水平方向的偏振光|H仍然为水平方向的偏振光|H，竖直方向的偏振光相位反转，由|V变为-|V；

经过HWP@45°，竖直方向的偏振光|V输出为水平方向的偏振光|H，水平方向的偏振光|H输出为竖直方向的偏振光|V；

经过HWP@90°，对竖直方向的偏振光|H的相位反转，由|H转换为-|H，竖直方向的偏振光|V仍然输出竖直方向的偏振光|V

本发明的技术方案为：

一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置，包括激光器、非线性光学晶体、第一半波片、第二半波片、第一66:33分束器、第二66:33分束器、第一BS、第二BS、第一PBS、第二PBS、第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第一反射镜、第二反射镜、2d-2个BD，d为可提纯纠缠态的维度，d为大于等于2的正整数；

所述激光器输出的光经过非线性光学晶体分别输入到A光路和B光路；