辽宁
纠缠光子对是量子通信、量子计算和量子精密测量的核心资源。在众多集成光子材料中，薄膜铌酸锂（TFLN）因其强大的χ^(2)非线性系数、宽透明窗口和优异的电光可调性，被认为是极具潜力的量子光子学平台。
然而，此前TFLN平台上始终未能实现片上偏振纠缠——这一最直观、最易与标准光学元件兼容的编码方式。
2026年8月8日，韩国科学技术研究院Hojoong Jung和Hyounghan Kwon团队在《Optica》上发表论文，首次在TFLN芯片上实现了高亮度、高质量的偏振纠缠贝尔态，保真度达0.941，并发度0.900，纯度0.901。
芯片架构：让空间纠缠“转”成偏振纠缠
芯片的设计思路十分清晰：泵浦光经1×2多模干涉器（MMI）均匀分束至两条路径；
每条路径上各有一段5 mm长的周期性极化铌酸锂（PPLN）波导，通过0型自发参量下转换（SPDC）产生同偏振（TE）光子对——此时两条路径处于空间纠缠态；
最后，两路光子汇入偏振分束旋转器（PSR），一路保持TE偏振，另一路被旋转为TM偏振，空间纠缠由此转化为偏振纠缠。与以往依赖硅或氮化硅中χ^(3)四波混频的方案相比，χ^(2) SPDC天然支持简并光子对产生，无需多泵浦或复杂滤波。
PPLN验证：518.2 MHz/mW的片上亮度
为确定准相位匹配条件，研究者对波导顶宽在2250~2350 nm范围内进行模拟，相位匹配图显示当极化周期为3.2 μm时，倍频波长落在783~788 nm。
实际测试中，顶宽2304 nm的参考波导在777 nm处出现明显倍频峰。
在光子对产生测量中，符合计数随泵浦功率呈强线性增长，经耦合损耗（1550 nm处约3.95 dB/端面，775 nm处约9.39 dB/端面）和传播损耗校正后，片上亮度高达518.2 MHz/mW，与各集成平台代表性纠缠源相比具备显著竞争力。
两条路径的倍频差异：0.26 nm的失谐
芯片上两条PPLN臂在实际测试中显示出轻微的相位匹配差异：TE输入路径的倍频峰在1555.78 nm，TM输入路径则在1555.52 nm。
这一0.26 nm的偏差源于制造过程中两条臂之间微小的顶宽、刻蚀深度或极化周期不均匀性。尽管如此，两路倍频谱的峰值仍与参考波导高度吻合，表明器件具备可重复性。
更重要的一点是，研究者在参考波导上制作了微加热器，施加约60 V直流偏压可实现约6 nm的热红移——这意味着未来完全可以通过热光调谐主动补偿两臂间的光谱失配，提升纠缠纯度。
量子态层析：保真度0.941的偏振纠缠
量子态层析实验采用自由空间光路：光子经保偏透镜光纤输出，由非偏振分束器分为两路，经四分之一波片、半波片和固定线偏振器进行任意偏振投影，再由超导纳米线单光子探测器计数。
未加DWDM滤波时，两通道的符合振荡可见度分别达98.33%和97.36%，表明两光子偏振高度关联。
加入100 GHz密集波分复用滤波后，系统在1.15 kHz/mW亮度下仍保持足够计数率。重建的双光子密度矩阵显示出典型的对角占优结构，保真度0.941，并发度0.900，纯度0.901——三项指标均达到高质量纠缠的判据。
退相干来源与改进路径
研究者定量分析了当前保真度的主要限制因素：一是PSR的偏振消光比约10~15 dB，对应约6%~19%的偏振泄漏，与实测保真度偏离理想贝尔态的程度量级一致；
二是两条PPLN臂间0.26 nm的光谱失谐，经估算有效光谱重叠约0.898，与实测纯度0.901推算的重叠值0.894高度吻合，证明光谱失谐是限制纯度的另一主因。未来通过提升PSR消光比、采用自适应极化技术以及片上热光调谐，完全有望进一步提升纠缠品质。
总之， 这项工作是TFLN平台上首次实现片上偏振纠缠光子对产生，以连续波泵浦、低功耗和紧凑架构获得了高亮度与高质量兼得的结果。与同类工作中需脉冲泵浦的时间仓编码方案相比，本方案在并发度和保真度上均更优。
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