纠缠光子对的制备方法有很多，可以由非线性晶体中的自发参量下转换过程来制备纠缠光子对。纠缠源亮度和纠缠品质之间的联系非常紧密，量子信息的实用化处理必然要实现远距离的纠缠分布，比如要实现空地之间的纠缠分发，信道的总损耗大概在60dB以上，所以对纠缠源亮度的要求就更高了。纠缠源的亮度较低，量子通信方之间的距离将会被限制。现在半导体激光器的光功率都比较小，所以想要短时间内有更高的发展空间，而且要使抽运功率增大，而纠缠品质不会下降，满足现实化的量子通信的发转要求，必须寻求高亮度纠缠源的制备方法。周期极化的钽酸锂晶体（PPLT）与周期极化的铌酸锂晶体（PPLN）被广泛应用于自发参量下转换过程来制备纠缠光子对。多光子超纠缠源可以更有效地扩展量子比特数目。本论文选用周期极化的铌酸锂晶体体块和周期极化钽酸锂晶体体块为准相位匹配材料，基于多重准相位匹配原理，我们提出三光子在路径-偏振两个自由度上同时纠缠的超纠缠源的制备方案，该理论方案可以直接扩展到对多光子路径-偏振超纠缠源的制备情况。源.自|751,:论`文'网www.751com.cn

2.光子纠缠态的概念、制备及应用

2.1光子纠缠态的基本概念

量子纠缠是1935年爱因斯坦和他的两位学生作为量子力学的不完备性证明的基础上，由薛定谔提出发展起来的，之后物理学家开始了长期的量子纠缠态的研究。量子态叠加描绘的是一个量子力学体系中几个不同的量子态能够同时相干叠加，而经典物理学中系统只可以肯定的存在于某个状态中[4]，例如：在经典物理理论中，自由传播的光子偏振态可以是水平偏振态或垂直偏振态，但是在量子理论的框架内，量子叠加原理使得光子的偏振态可以处于水平偏振态和垂直偏振态的相干叠加：

 其中， 代表光子所处的偏振态， 代表水平偏振态， 代表竖直偏振态。系数 和 即说明光子的偏振态可以同时以 的概率处于水平偏振态和以 的概率处于竖直偏振态的相干叠加之中。随着量子力学应用于信息技术的日益发展，人们发现多光子系统的各种量子纠缠现象以及其广泛的应用。光子纠缠表明多光子复合系统的态函数不是各个子系统态函数的直积形式。对于n个子系统，复合系统的希尔伯特空间可以表示为 ，由叠加原理可以写出复合系统的态函数