超越星等:可扩展光学非高斯态生成的控制参数

先进量子技术依赖于光的非高斯态,这对通用量子计算、容错纠错和量子传感至关重要。然而其实验实现面临两大障碍:模拟多模大尺度发生器需要极高的算力,且现有基准指标(如星秩)无法有效评估光子检测产生可用非高斯特性的效率。该团队通过引入“非高斯控制参数”(s₀,δ₀)这一突破星秩框架的连续可操作度量,开发出通用优化方法,能在保证态质量的前提下将光子数需求降低三个数量级,并将制备成功率提升近10⁸倍。以Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)态制备为例,该方法使所需光子检测次数减少三分之二。在猫态、立方相位态乃至随机态的实验中均验证了该方案的普适性优势。该研究成果为资源高效的非高斯态制备提供了统一范式,为可扩展光量子技术和容错量子计算开辟了实用化路径。

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