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(jiàn)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(jiàn)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(yǔ)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?tīng)枺℉ong-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：?jiǎn)喂庾犹綔y(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?tīng)柛缮鎯x（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(guò)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(guò)程是一種常見(jiàn)的三階非線性過(guò)程。在滿足相位匹配條件的情況下通過(guò)四波混頻過(guò)程可述四波混頻過(guò)程可以通過(guò)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(guò)程被稱為自發(fā)四波混頻過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(guò)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?jiǎn)并的能量-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(guò)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?tīng)柛缮鎯x（UnbalancedMach-Zehnderinterferometer，UMZI）兩個(gè)端口輸出振控制器（Polarizationcontrolle通過(guò)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(guò)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(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò) 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(guò)適當(dāng)?shù)倪x擇自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過(guò)程或自發(fā)四波混頻過(guò)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(guò)程產(chǎn)生，具有量子關(guān)聯(lián)特性；同時(shí)，由于無(wú)法區(qū)分它們究竟來(lái)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(lái)干涉可見(jiàn)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(guò)6.7.1節(jié)中描述的雙光子干涉可見(jiàn)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(guò)波長(zhǎng)，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(guò)改變延時(shí)器來(lái)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(guò)波長(zhǎng)，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(guò)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(jiàn)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(guò)波長(zhǎng)，選擇出