激光器的量子资源理论

激光器是光子量子技术的基础核心设备,理想的相干光场对于产生非经典光态、实现相干控制方案以及初始化量子比特的诸多协议至关重要。然而,绝对理想的激光器并不存在,量子技术任务中偏离完美相干性的影响机制尚不明确。本研究从资源理论的角度,通过理论与实验相结合的方式探索激光的量子相干特性,在光子学、量子光学与量子信息科学之间建立了重要关联。我们证明激光所能达到的最大量子相干性受限于自发辐射效应和退相激光场态的纯度。作为量子信息协议中的关键应用案例,我们揭示了具有特定平均光子数的激光场量子相干性,直接决定了通过共振驱动将量子比特初始化为叠加态时可达到的最大纯度。这些发现为应用物理及工程学与集成光子量子技术、资源理论的深度融合提供了重要依据,并为评估各类相干光源在光子学及量子协议应用中的可靠性奠定了基准框架。

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提交arXiv: 2026-02-23 11:59

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