量子网络的构建对实现量子信息处理有着极为重要的作用，也是量子计算机中的重要组成部分。量子网络一般需要制备多个模式之间的量子纠缠。然而，传统的量子纠缠源和量子网络方法一般难以扩展到多模式，并且网络的连接方式一旦构建就难以改变。实验室和巴黎高师联合培养博士研究生蔡寅（第一作者）与徐信业教授以及巴黎高师 Lab. Kastler Brossel 实验室 Nicolas Treps 和 Claude Fabre教授等学者提出一种基于光学频率梳的多模纠缠云态的量子操控新方法，相关成果发表在 Nat. Commun. 8, 15645, 1(2017)。

       该项研究工作提出了多模量子光学理论，而且在实验上实现了一种全新类型的全光学量子网络，从而为应用于量子信息、量子计算和量子计量等研究领域的量子纠缠源的产生提供了一种新方案。提出并实现一种全新的量子源，全光学多模量子网络；并实现了一个可操控的十六模式光学量子网络。该方法不仅可以实现多个光学模式的纠缠而且可以对其进行灵活的量子操控，从而有望成为未来量子计算的一种量子源。同时，之前相关工作作为Physics Review 的view point获得同行较高评价，被称为“巧妙的测量方法实现了多种不同模式的量子纠缠，为未来量子信息和量子计算提供了一种基于用户的全新方案”。

       该实验首先使用光学频率梳在光学参量振荡过程下制备出16个时域激光模式的量子纠缠态。该量子态经过测量发现完全符合多模量子纠缠判据。利用平衡零拍法和脉冲整形技术对该量子源可实现灵活的量子操控，从而可实现对几乎所有高斯量子纠缠和量子计算的实验模拟。基于该量子网络的可扩展性和灵活性的特点，仅仅通过一个量子源和改变测量模式，在实验上实现了十三种不同大小和联接方式的量子网络，并且实验模拟了六组分量子秘密分享的方案。

图16模量子纠缠态：（a、b）量子关联矩阵；（c）量子源。