利用单一正交量检测量子非高斯性
从测量样本中完整重构量子态通常是一项极其复杂的任务,无论是从实验装置角度,还是样本规模随系统扩展的角度而言。这促使研究人员转向相对更简单的任务——通过非层析完备的测量(即仅提供与目标应用相关量子态的部分信息)来验证特定应用场景下的量子特性。本文聚焦于简化验证玻色系统中非高斯性(一种与多种量子信息处理任务中量子优势相关的资源)所需的测量方案。研究表明,仅需单个正交测量(对应于量子光学中的标准零差检测)的统计量,就能表征任意程度的非高斯性(以星秩为量化指标)。这些发现基于团队在配套论文[1]中证明的波函数版哈德森定理,该定理揭示了零差分布中的零点正是量子非高斯性和更高星秩的特征标记。通过证明能量有界且星秩有限的量子态集合具有紧致性这一技术性结论,团队验证了该检测方案的有效性。该工作还系统分析了样本复杂度、噪声鲁棒性及实验可行性,显著降低了检测玻色量子态非高斯性所需的实验装置复杂度。
