纠缠是量子信息处理的重要资源，已得到广泛关注。目前在增加纠缠尺度方面已取得了显著进展，即通道数量和光学模式。利用纠缠已实现了多种量子信息协议，如量子隐形传态、受控量子密集编码、量子秘密共享、量子纠缠交换、量子纠错和量子网络。除了增加纠缠尺度外，对纠缠的灵活调控对于可重构量子网络具有重要意义。

在本研究工作中，荆杰泰教授课题组提出并实验实现了基于空间结构泵浦的级联四波混频过程产生携带光学轨道角动量的六组份纠缠态，并且其拓扑荷数可重新灵活配置。最终得到六组拓扑荷数可重新配置的六组份纠缠。该方案能够在量子通道之间重新分配纠缠的光学轨道角动量模式，为构建可重新配置量子通信网络提供了灵活的平台。

在实验中，如图1(a)所示，该团队在实验中首先利用空间光调制器将高斯光束转变为携带有拓扑荷数的光学轨道角动量模式，然后经过空间结构泵浦的级联四波混频过程一步集成确定性产生了空间分离的六束光。为了对其纠缠特性进行分析，分别搭建了六套平衡零拍探测系统。当改变注入探针光的拓扑荷数，发现这三种情形均存在六组份纠缠，其验证结果和输出光图像如图1(b)所示。当分别改变两束泵浦光的拓扑荷数，发现这三种情形也均存在六组份纠缠，其验证结果和输出光图像如图1(c)所示。通过观察图像可以发现六组份纠缠光学轨道角动量模式的拓扑荷数可以完全相同、部分相同和完全不同，展示了六组份纠缠的光学轨道角动量模式可灵活地重新配置，这是利用高斯泵浦光束无法实现的。

这种具有可重构光学轨道角动量模式的六组份纠缠在未来可用于构建可重新配置的量子网络，其示意图如图1(d)所示。利用光学轨道角动量模式分离技术，通过调控泵浦光和探针光的拓扑荷数，可控制获得六组份纠缠的用户。该研究成果发表于Laser Photonics Rev. 2201005 (2023)。

图 1：(a) 可重构拓扑荷数量子纠缠网路实验装置示意图 ；(b) 分别改变注入探针光拓扑荷数的纠缠验证及输出光图像；

        (c) 分别改变两束泵浦光拓扑荷数的纠缠验证及输出光图像；(d) 基于六组份纠缠的可重构量子网络示意图。