基于相机的多模量子光可扩展零差探测
可扩展性是推进量子计算、量子通信和量子计量等量子技术面临的关键挑战。光子学系统能够确定性生成大规模纠缠态,为实现可扩展性提供了有前景的途径。零差探测是利用此类纠缠态的关键量子测量手段,可用于实现量子增强测量、确定性量子隐形传态、GKP态培育以及量子纠错。尽管近年来在大规模量子态生成方面取得了进展,但实现规模化量子测量仍是一大挑战。本研究通过利用电荷耦合器件(CCD)相机中的大量像素,实现了可扩展且高效的零差探测。该团队的方法能够同时以散粒噪声极限精度测量60个光学模式的正交分量,且每个模式仅需纳瓦量级的本地振荡器功率——相比传统方法降低了六个数量级。系统对所有模式均实现了超过24 dB的净空度,且串扰可忽略不计。研究人员通过直接观测60个光学模式中的压缩与纠缠,验证了该系统与大规模量子态的兼容性。此外,该工作还展示了其在验证多方纠缠以及条件制备多模态方面的应用。此项研究为量子测量提供了可扩展方法,为大规模量子信息处理铺平了道路。

