利用一对点击探测器认证光量子态的高星等级

光量子态中的恒星等级(stellar rank)量化了生成该类态所需的非高斯资源量。目前一种实用化的恒星等级认证方法,基于采用仅能分辨光子存在与否的二元探测器阵列测量点击统计量。研究表明,通过配置m+1个探测器的阵列测量,即使在态经历损耗或特定噪声的情况下,仍可实现对近似福克态|m>的恒星等级认证。本文探究了从原理上认证高阶恒星等级所需的最少探测器数量,并证明汉伯里·布朗-特维斯(Hanbury Brown-Twiss)结构中仅需两个点击探测器即可达成认证。关键要求在于:探测器总效率需保持较低水平但经过精确校准。有趣的是,损耗效应会以特定方式影响探测系统响应,该特性可被用于高阶福克态的恒星等级认证。研究团队明确构建了相应的恒星等级见证算子,并讨论了恒星等级阈值与实验参数间的依赖关系。这项成果表明,即使采用仅能提供光子数统计粗粒度信息的最简方案,仍可实现高阶恒星等级的认证。

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