确定性生成任意福克态:基于共振子空间工程的方法
确定性制备高激发福克态是玻色子量子信息领域的核心挑战,其控制复杂度通常随希尔伯特空间维度的增长而爆炸式上升。本工作提出共振子空间工程(RSE)协议,该方案通过解析方法将无限维玻色子动力学约束在由初始相干态和目标态张成的二维不变子空间中。此时态转移可简化为合成布洛赫球面上的测地线旋转,其动力学完全由我们以闭合形式推导的共振条件和相位匹配条件决定。对于单福克态制备,RSE在演化时间和门深度上均实现O(n1/4)的标度律,较现有确定性方案具有根本性改进。该方案可推广至K组分量子叠加态的制备:通过构建(K+1)维不变子空间并实现完全SU(K+1)可控性,仅需3-5次操作迭代即可制备光子数跨越70-100的量子叠加态。RSE为单模/多模平台的大规模玻色子态工程与门合成提供了兼具可扩展性和解析透明度的理论框架。
量科快讯
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