通过相位控制的量子干涉实现光子数概率的确定性调控
确定性调控超越单光子水平的光学Fock态对于玻色采样、耐损耗光子量子比特及量子增强传感至关重要,然而这一目标至今仍难以实现。此项研究提出了一种全线性光学方案,可将共振驱动的单光子发射器转化为确定性的真空-单光子-双光子态产生器。通过采用相位稳定、路径非平衡的马赫-曾德尔干涉仪结合真空-单光子干涉与Hong-Ou-Mandel效应,该团队构建了双调节旋钮系统用于调控光子数概率分布。实验观测到关联测量中从反聚束到强聚束的动态转变,并通过完全量子化的离散时间仓模型将这些现象映射至定制化光子统计特性。理论框架进一步预测:两个不可区分发射器可将可制备态空间扩展至确定性NOON态及单光子滤波态。该方案基于线性光学与现有单光子源,为量子计量学、光子计算及长程量子网络提供了可扩展、芯片兼容且平台无关的按需确定性少光子资源制备途径。
